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Schlagwort: Troubleshooting

Trouble Shooting – Our solutions

Betriebslastmessung und bruchmechanische Beurteilung

Kunde: RAlpin AG, Schweiz

Projektaufgaben

  • Betriebslastmessung
  • Radsatzwellenberechnung
  • FE-Rechnung
  • Bruchmechanische Beurteilung

Unsere Umsetzung

Beim Kunden bestand der Bedarf für zwei bruchmechanische Untersuchungen. Einerseits sollte untersucht werden, wodurch Rissbildungen am Spurkranzrücken ausgelöst werden bzw. welche Faktoren zum Risswachstum beitragen. Andererseits bestand der Bedarf, das festgelegte Prüfintervall der Radsatzwellen rechnerisch zu untermauern. Als Grundlage für die bruchmechanischen Untersuchungen von PROSE sollen dazu reale Betriebslastdaten verwendet werden.

PROSE führte für die Erfassung der Betriebslasten auf den gefahrenen Strecken eine unbegleitete Messung durch. Dazu wurde ein Messsystem direkt auf einem Drehgestellrahmen installiert. Dieses erfasste über mehrere Tage mittels dazugehöriger GPS-Antenne die Position des Fahrzeug-verbundes sowie mit entsprechender Sensorik die Quer- und Vertikalbeschleunigung sowie die Rotationsgeschwindigkeit des Drehgestells. Die Messsignale wurden laufend über das Mobilfunknetz an eine zentrale Speichereinheit gesendet. Die so gemessenen realen Betriebslasten bildeten die Grundlage für die anschliessenden bruchmechanischen Untersuchungen.

Die Untersuchung der Radscheibenrisse erfolgte anhand von zwei beim Kunden verwendeten Radtypen. Die Belastung dieser Radtypen wurde mittels MKS-Simulation anhand der realen Belastungsdaten simuliert.

Zur bruchmechanischen Beurteilung der Radsatzwellen wurde in einem ersten Schritt, zur Orientierung und der Beurteilung der allgemeinen Auslastung der Radsatzwelle, eine Radsatz-wellenberechnung nach EN13103-1 durchgeführt. In einem zweiten Schritt wurden an den kritischen Wellenpositionen (Positionen mit den höchsten Biegespannungen) zyklische Rissfortschrittsberechnungen durchgeführt.

Kundennutzen

Unsere bruchmechanischen Untersuchungen bestätigten, dass die Risse in den Radscheiben nicht durch das Bremsverhalten oder den Kontakt mit dem Radlenker verursacht wurden. Als mögliche Ursache für den Rissfortschritt konnten Eigenspannungen identifiziert werden. Die bruchmechanische Bewertung der Radsatzwelle bestätigte allerdings auch, dass das bestehende Prüfintervall ausreichende Sicherheit bietet.

Die neutrale und unabhängige Position sowie das tiefe technische Verständnis von PROSE gaben dem Kunden eine solide Ausgangsbasis für weitere Untersuchungen. Durch die Verwendung von Daten aus betrieblichen Belastungsmessungen konnte die Untersuchung auf die realen Betriebsbedingungen abstimmt werden, was die Qualität der Ergebnisse verbesserte und das Vertrauen des Kunden in die Erkenntnisse erhöhte. Dank des einzigartigen Fachwissens im Bereich der Bahntechnik und der umfassenden Erfahrung mit rollendem Material liefert PROSE eine massgeschneiderte, unvoreingenommene Analyse, die eine effektive Entscheidungsfindung und ein langfristiges Asset Management unterstützt.

 

 

Verschleissüberwachung für Meterspurbahnen

Kunde: Montreux-Oberland-Bahn (MOB), Schweiz

Projektaufgaben

  • Projektleitung
  • Konzeptentwicklung
  • Systemintegration

Unsere Umsetzung

Die Montreux Oberland Bahn (MOB) stand vor einer Herausforderung, als sie sich plötzlich mit erhöhtem Lärm und starkem Verschleiss an Rad und Schiene an einer Vielzahl von Fahrzeugen ihres Fuhrparks konfrontiert sah. Verschiedene Fahrzeuge zeigten unerwartet hohe Abnutzungserscheinungen.

PROSE führte während zwei Tagen akustische Messungen an einem Fahrzeug durch, das auf dem MOB-Netz verkehrte. Dabei verwendeten wir drahtlose Mikrofone, die magnetisch unter dem Wagenkasten auf jeder Seite des Zuges angebracht waren. Die akustischen Signale wurden drahtlos an einen Laptop im Inneren des Fahrzeugs gesendet. Mit Hilfe einer speziellen Akustiksoftware wurden diese akustischen Signale in Echtzeit vom Zeitbereich in den Frequenzbereich übertragen. Anhand der Amplituden in bestimmten Frequenzen konnte das Problem des Lärms und der Abnutzung in bestimmten Kurven des Netzes lokalisiert werden. Zusätzliche Messungen an den Schienen zeigten, dass die Spurkranzschmierung an der Schiene unzureichend war und Lärm und Verschleiss verursachte. Nach einer manuellen Schmierung von etwa 10 Kurven auf dem 45 km langen Netz verschwand der Verschleiss vollständig, und der Lärm konnte reduziert werden.

Kundennutzen

Die MOB musste ihre Dienste einschränken, da der Verschleiss und die Lärmbelästigung nicht mehr akzeptabel waren. Nach der Analyse und der Lokalisierung des Problems durch PROSE-Expert:innen auf dem MOB-Netz innerhalb eines Tages nach der Messung konnten Lärm und Verschleiss auf ein Minimum reduziert werden, und die MOB konnte wieder ihren regulären Betrieb aufnehmen.

 

  

Bewertung der Installation der Aussenkamera durch eine dritte Partei

Kunde: MTR Tech, Schweden

Projektaufgaben

  • Bewertung der vorgeschlagenen und installierten Lösungen zur Kamerainstallation
  • Aufzeigen von Risiken und Abweichungen von Industriestandards und Empfehlungen

Unsere Umsetzung

MTR hat die X60 Coradia-Flotte bis 2024 im Auftrag der Region Stockholm betrieben und gewartet. Zur Unterstützung des Fahrpersonals und zur Verbesserung der Sichtverhältnisse im Türbereich, insbesondere an den Bahnsteigen entlang der gebogenen Gleise, hat die Region die Installation von Kameras bei Alstom in Auftrag gegeben.

PROSE verfügt über umfangreiche Erfahrungen in der mechanischen und elektrischen Konstruktion sowie in den Konstruktionsverfahren, insbesondere im Bereich der Klebeverbindungen. Auf der Grundlage unseres Fachwissens hat ein iterativer Bewertungsprozess stattgefunden, um die vorgeschlagene und installierte Lösung zu beurteilen. Er umfasst Empfehlungen in Übereinstimmung mit den besten Praktiken der Industrie sowohl für die mechanische Konstruktion und das Kleben als auch für die Konstruktion und die Prozesse gemäss EN17460.

Kundennutzen

​Das Hinzufügen zusätzlicher Ausrüstung zu einem bestehenden Fuhrpark, ohne die Grundkonstruktion zu beeinträchtigen, erfordert Erfahrung und Know-how über Produktionsmethoden und die ursprüngliche Konstruktion. Mit PROSE als unabhängigem Gutachter erhielt der Kunde eine unabhängige Bewertung der vorgeschlagenen und installierten Lösung sowie die Identifizierung potenzieller kurz- und langfristiger Risiken in der vorgeschlagenen Konstruktion sowohl der Klebeverbindungen als auch der mechanischen Teile.

 

      

Getriebeuntersuchung an Fahrzeugen

Projektaufgaben

  • Projektleitung
  • Erstellung einer Machbarkeitsstudie
  • Prüfung der Vorschläge auf der Grundlage der Vorstudie
  • Auswertung der Tests
  • Empfehlungen

Unsere Umsetzung

Die Durchführung der Machbarkeitsstudie umfasste das Testen der von PROSE empfohlenen Abdichtungsvorschläge an zwei verschiedenen Getrieben. Bei einem Getriebe wurde eine reduzierte Leckage festgestellt, während das zweite Getriebe, trotz der Verwendung einer Dichtmasse und einer regulären O-Dichtung, eine ähnlich starke Leckage wie zuvor aufwies. Die Tests halfen die Wirksamkeit der verschiedenen vorgeschlagenen Dichtungsmethoden zu bewerten und lieferten wertvolle Daten für die Weiterentwicklung der Lösungsansätze.

Kundennutzen

Aufgrund der Ergebnisse der durchgeführten Tests kann PROSE nun gezielte Empfehlungen für weitere Schritte geben. PROSE empfiehlt daher, als nächsten Schritt eine X-Dichtung zu testen und gleichzeitig die Motorabtriebswelle mit zwei Strängen Dichtmasse zu versehen. Diese Empfehlung basiert auf den beobachteten Leistungen der getesteten Dichtungsvarianten und zielt darauf ab, eine robustere Lösung zur Vermeidung von Ölleckagen zu entwickeln. Diese strategische Vorgehensweise bietet dem Kunden die Möglichkeit, durch gezielte Anpassungen und Verbesserungen das Problem nachhaltig zu beheben und die Betriebssicherheit sowie die Lebensdauer des Getriebes zu verbessern.

 

    

Brandschutzbewertung und -beratung

Projektaufgaben

  • Beratung
  • Entwicklung und Erstellung von Brandschutzkonzepten
  • Analysen der Brandschutzanfoderungen
  • Erstellung von erforderlichen Brandschutzprüfberichten
  • Kommunikation mit Behörden, Herstellern und Prüflaboren
  • Integration von Brandsicherheitssystemen
  • Erstellung von brandschutzrelevanten Zulassungsdokumenten

Unsere Umsetzung

PROSE analysiert die gegebene Situation und entwickelt Lösun­gen, die den geltenden Brandschutzanforderungen entsprechen. Zu diesem Zweck berät PROSE den Kunden und zeigt verschie­dene Lösungen auf, um einen effizienten Weg für den geforder­ten Brandschutz für Schienenfahrzeuge nach EN 45545 zu fin­den. Unsere Experten berechnen konstruktionsbegleitend die Brandlast der Fahrzeuge und schlagen Massnahmen zu deren Re­duktion vor.

Kundennutzen

Der Kunde profitiert von der langjährigen Erfahrung auf dem Ge­biet des Brandschutzes für alle Arten von Schienenfahrzeugen nach EN 45545. Dazu gehört nicht nur die Beratung, sondern auch die Erstellung von Konzepten, die Erstellung der erforder­lichen Brandschutznachweise, der Kontakt zu Herstellern von brandschutzkonformen Komponenten und die Kommunikation mit Zulassungsbehörden. Ziel ist es, brand­schutz­taug­liche Fanrzeuge in den Verkehr zu bringen.

Festigkeitsanalyse (FEA-Simulation)

Kunden: verschiedene Kunden

Projektaufgaben

Erarbeitung von Nachweiskonzepten und Lastannahmen sowie Durchführung von Berechnungen und Simulationen für:

  • Wagenkästen nach z.B. EN 12663
  • Drehgestelle und Radsätze nach z.B. EN 13749, EN 13261
  • Strassen- und U-Bahnen nach VDV 152
  • Anbauteile nach EN 61373
  • Allgemeine Lastannahmen aus Berechnungen, Messungen und Simulationen für z.B. Spezialfahrzeuge

Statische-, Ermüdungs- und Zeitfestigkeitsbewertung:

  • Grundmaterial und Schweissnähte gemäss FKM Richtline
  • Ermüdung von Stahl gemäss Eurocode 3 DIN EN 1993-1-9 und BS 7608
  • Schweissnahtbewertung gemäss DVS1612 / DVS 1608 sowie IIW-Empfehlung
  • Schraubenverbindung gemäss DIN 25202:1-6, VDI 2230 und Eurocode 3 DIN EN 1993-1-8
  • Zylindrische Schraubenfeder gemäss EN 13906

Weitere Analysen:

  • Nichtlineare und Crash-Analysen
  • Wärmeübergangsanalysen
  • Topologische Optimierungen
  • Eigenwertanalysen
  • Stabilitätsanalysen
  • Schadensanalysen und Reparaturlösungen

Unsere Umsetzung

Je nach Kundenvorgabe führt PROSE Festigkeitsanalysen konstruktionsbegleitend im eigenen Entwicklungsteam durch oder arbeitet direkt im Team des Kunden mit. PROSE deckt den gesamten Bereich der Analyse von der Erarbeitung der Lastannahmen über die Modellbildung bis zur effizienten Durchführung der Berechnungen und Simulationen sowie der Bewertung der Ergebnisse ab. Basierend auf den Festigkeitsanalysen kann PROSE Testspezifikationen für Strukturversuche erstellen, Versuche begleiten und bei Bedarf mit der Auswertung das Festigkeitsmodell validieren. PROSE IngenieurInnen haben fachübergreifendes Know-How auch in nicht-bahnspezifischen Problemstellungen. Im Weiteren übernimmt PROSE auch das Coaching von Simulationsprozessen und unterstützt als neutraler Berater.

Kundennutzen

Durch den frühen Einsatz von Festigkeitsanalysen im Konstruktionsprozess werden Schwachstellen frühzeitig erkannt und behoben, aufwendige Prüfreihen vermieden und die Qualität des Produktes entscheidend verbessert. Neben einer qualifizierten Berechnung legt PROSE grossen Wert auf die für den Kunden erforderliche Interpretation und Darstellung der Ergebnisse inklusive Erläuterungen und gegebenenfalls zulassungsrelevanter Dokumentation. Aufgrund der großen Flexibilität kann PROSE sehr kurzfristig auf Kundenwünsche eingehen.

        

Gutachterliche Stellungnahme zum Brandschutz für einen Mehrzweckraum – Airbox / Rangierraum

Kunde: ZAUGG AG EGGIWIL, Schweiz

Endkunde: Trafikverket, Schweden

Projektaufgaben

  • Normenrecherche
  • Situationsbeurteilung aus Sicht der Anwender
  • Erstellen einer gutachterlichen Stellungnahme

Unsere Umsetzung

Die Spezialisten von PROSE erstellen eine gutachterliche Stellungnahme, welche beschreibt, unter welchen Voraussetzungen (betrieblich, Systemeigenschaften, etc.) mit der Schneefräslok ZRR10000M im Arbeitsmodus mit besetztem Heckraum rückwärtsgefahren werden kann. Diese Stellungnahme soll zur Einreichung bei der zuständigen schwedischen Stelle (Netzzugangsstelle des Infrastrukturbetreibers oder der Aufsichtsbehörde) dienen. Die gutachterliche Stellungnahme basiert auf einer FMEA zur Thematik des Rückwärtsfahrens mit besetztem Heckraum. Dort wurde jeder Fall betrachtet, bewertet und bei Bedarf betriebliche oder technische Massnahmen definiert.

Kundennutzen

Da durch den Endkunden und die Zulassungsbehörde die Sicht dieser Stellungnahme geteilt wurde, hat Zaugg die Rechtssicherheit, das Besetzten des Heckraums anzubieten und kennt auch die Bedingungen dafür.

 

Streckenseitiger Lichtraumnachweis U-Bahn München

Kunde: Stadtwerke München GmbH (SWM), Deutschland

Projektaufgaben

  • Unterstützung der SWM Projektleitung bei der fachlichen Bewertung der Ergebnisse der Infrastrukturvermessung
  • Interpretation der Ergebnisse hinsichtlich der aus §18 der BOStrab resultierenden Anforderungen
  • Empfehlung von den abzuleitenden Maßnahmen
  • Erstellung des Abschlussberichtes der Erstvermessung für die einzelnen U-Bahn-Linien zur Vorlage bei der technischen Aufsichtsbehörde

Unsere Umsetzung

Mit der Laservermessung werden die bestehenden Anlagen in einer bisher nicht möglichen Genauigkeit erfasst. Naturgemäß werden dabei auch bisher betrieblich unauffällige, aber formal den Lichtraum verletzende Objekte identifiziert. PROSE unterstützt die SWM Projektleitung bei der fachlichen Bewertung der Ergebnisse der Infrastrukturvermessung. Dies umfasst die Interpretation hinsichtlich der aus §18 der BOStrab resultierenden Anforderungen sowie den abzuleitenden Maßnahmen. Im Bereich von Übergangsbögen und den Bahnsteigen in den Haltestellen sind dabei viele systemspezifische Besonderheiten zu berücksichtigen. Zusätzlich erstellt PROSE den Abschlussbericht der Erstvermessung für die einzelnen U-Bahn-Linien zur Vorlage bei der technischen Aufsichtsbehörde.

Kundennutzen

PROSE verfügt über Expert:innen mit langjähriger Expertise hinsichtlich des Zusammenwirkens von Infrastruktur und Fahrzeug und insbesondere bezüglich der Freihaltung des Lichtraums. Damit kann PROSE Kunden bei der Interpretation der geltenden Richtlinien bei uneindeutigen Sachverhalten beraten. PROSE konnte bei den SWM nachweisen, dass mehrere zunächst als lichtraumverletzend eingestufte Objekte keine Gefährdung hinsichtlich des Lichtraums darstellen. Damit konnte der Kunde einen kostenintensiven Rückbau dieser Objekte vermeiden

Laufdynamische Analyse von Schienenfahrzeugen (MKS-Simulation)

Kunde: verschiedene Kunden

Projektaufgaben

  • Fahrzeugneuentwicklungen:
    Machbarkeitsklärung, Risikoabsicherung (Ausfallzustände) und Unterstützung der Konzeptfindung durch rechnerische Nachweise
  • Fahrzeugzulassung:
    Simulationsrechnung zum Nachweis der Fahrfähigkeit und für Unbedenklichkeitserklärung, Modellvalidierung, Simulationsrechnungen zur Erweiterung der Zulassungen, Simulationen für die Fahrzeugpreisbestimmung zum Verschleiß im Trassenpreis
  • Problemlösung im Betrieb:
    Ursachenklärung nach Entgleisung, rechnerische Absicherung potenzieller Änderungen, Analyse auffälliger Verschleißphänomene, Spurführungsanalysen
  • Betriebliche Sonderzustände:
    Schieben/Schleppen nicht betriebsfähiger Triebzüge, Nachschiebeversuche
  • Radsatz Torsionsschwingungen (Rollieren)
  • Sonderanwendungen wie Spurwechseldrehgestelle, Magnetbahn, Hängebahnen oder Monorails

Unsere Umsetzung

PROSE deckt den gesamten Bereich in der Simulation von der Definition der Simulationsaufgabe und Systemgrenzen über Zusammenstellen der benötigten Modellparameter und Modellbildung bis zur effizienten Durchführung der Simulationen und Bewertung der Ergebnisse ab. Aufgrund der langjährigen Erfahrung ist PROSE in der Lage, schwer ermittelbare Parameter qualifiziert abzuschätzen und die für die jeweilige Fragestellung angemessene Modellierungstiefe zu wählen. Für die Simulationsrechnungen stehen u.a. das kommerzielle Softwaresystem SIMPACK sowie eigenentwickelte Spezialanwendungen zur Verfügung. Abhängig von den Kundenvorgaben führt PROSE Analysen konstruktionsbegleitend im eigenen Entwicklungsteam durch oder arbeitet direkt im Team des Kunden mit. PROSE bringt dabei fachübergreifendes Know-How auch in nicht-bahnspezifischen Problemstellungen mit ein.

Kundennutzen

Qualifizierte Simulationsrechnungen mindern das Entwicklungsrisiko oder helfen aufgetretene Probleme zu lösen. Neben einer qualifizierten Berechnung legt PROSE grossen Wert auf die für den Kunden erforderliche Interpretation und Darstellung der Ergebnisse inklusive Erläuterungen und gegebenenfalls zulassungsrelevanter Dokumentation. Im Weiteren übernimmt PROSE auch das Coaching von Simulationsprozessen und unterstützt Kunden als neutraler Berater. Aufgrund der großen Flexibilität kann PROSE sehr kurzfristig auf Kundenwünsche eingehen.

         

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