Die Harmonisierung der Signalsysteme für Eisenbahnen bietet internationale Interoperabilität sowie bedeutende Einsparungen bei Investitions- und Wartungskosten bei vereinfachtem Betrieb. SKF trägt zu dieser Entwicklung mit SKF Axletronic Wegmessung bei

Heute haben Hochgeschwindigkeitszüge, die mit 300 km/h das Land durchqueren, die Geografie Europas verändert und die Entfernungen zwischen den großen Städten werden nicht länger in Kilometern gerechnet, sondern in TGV-, ICE-, Eurostar-, Talgo- oder anderen Zugstunden. Und andere Kontinente und Länder folgen dieser von Europa und Japan ausgehenden Entwicklung. Der Hochgeschwindigkeits-Schienenverkehr bietet für die nachhaltigen Mobilitätsanforderungen die Lösung und symbolisiert die Zukunft des Personenverkehrs.

Harmonisierung Signalsysteme der Eisenbahn
In Europa gibt es 20 Systeme für die Signal- und Geschwindigkeitskontrolle. Die Systeme sind historisch auf nationaler Grundlage entstanden, ohne Berücksichtigung gemeinsamer internationaler technischer und betrieblicher Standards. Der europäische THALYS Hochgeschwindigkeitszug, der Paris mit Brüssel verbindet, muss mit sieben unterschiedlichen Signal- und Geschwindigkeitskontrollsystemen ausgerüstet werden. Dies bringt enorme Kosten für Ausrüstung und Wartung mit sich, ebenso wie ein verstärktes Ausfallrisiko und die Herausforderungen einer komplizierten Bedienung einschließlich Lokführerschulung und Arbeitsbelastung. Dadurch erhöhen sich die Kosten für den Hochgeschwindigkeitsverkehr auf der Strecke Paris – Brüssel – Köln/Amsterdam um etwa 60%. Der Führerstand muss mit verschiedenen Signalsystemen einschließlich eines zugehörigen Monitors für den Betrieb auf speziellen Strecken ausgerüstet werden. Diese technischen Barrieren stellen einen Engpass für die internationale Schieneninteroperabilität dar.

Das veränderte Europa bewegt sich zu einer größeren Schienenintegration und Harmonisierung der Signalsysteme. Die internationale Eisenbahnindustrie führt ein neues gemeinsames System ein. Ähnliche Bemühungen wurden bereits in anderen Ländern begonnen, einschließlich China, Indien, Japan und Korea.

Das Europäische Schienenverkehrsleitsystem (ERTMS)
Verkehrsleitsysteme sorgen dafür, dass Züge sicher und effizien auf dem richtigen Gleis fahren, die zulässige Geschwindigkeit einhalten und Zusammenstöße mit anderen Zügen verhindern. Das Europäische Schienenverkehrsleitsystem (ERTMS) weist gegenwärtig zwei Grundfunktionen auf, Kommunikation und Steuerung:

• Die Kommunikationsfunktion, GSM-R basiert auf dem GSM Standard, verwendet jedoch andere Frequenzen und bietet erweiterte Funktionen. Es ist ein Mobilfunksystem für die Sprach- und Dateninformation zwischen Fahrzeug und Strecke.
• Das Europäische Zugleitsystem (ETCS) ist im Grunde genommen ein im Schienenfahrzeug integrierter „Eurocab“ Computer, der die Zuggeschwindigkeit mit der maximal zulässigen Geschwindigkeit vergleicht und den Zug automatisch verlangsamt, wenn diese überschritten wird.

Bei ETCS sendet die am Gleis montierte „Eurobalise“ Einrichtung dem Zug Informationen, die die kontinuierliche Berechnung seiner erlaubten Höchstgeschwindigkeit ermöglichen. Auf Strecken mit gleisseitiger Signalgebung (Licht- und Verkehrssignale, die dem Lokführer ermöglichen, die zulässige Geschwindigkeit abzulesen) kann diese Information über Lichtsignale, die sich am Gleis befinden und mit der Eurobalise verbunden sind, übermittelt werden. Das ist ETCS Niveau 1.

Bei ETCS Niveau 2 werden Informationen ebenfalls über Funk (GSM-R) übermittelt und gleisseitige Signale sind nicht mehr erforderlich. Wesentliche Einsparungen bei Investitionen und Wartung sind so möglich. Die Zugposition wird weiterhin durch gleisseitige Systeme erkannt.

Bei ETCS Niveau 3 sendet der Zug selbst die Position des Fahrzeugendes, wodurch die Streckenkapazität optimiert und die gleisseitige Ausrüstung weiter verringert werden kann. Bei allen ETCS Niveaus vergleicht der im Fahrzeug integrierte Eurocab Computer die Zuggeschwindigkeit mit der zulässigen Höchstgeschwindigkeit und verlangsamt den Zug, falls erforderlich, automatisch.

Eine Technische Spezifikation für Interoperabilität (TSI) wurde von der Europäischen Vereinigung für die Interoperabilität im Bereich der Bahn (AEIF) zur Unterstützung der Umsetzung der europäischen Harmonisierung ausgearbeitet. Die TSI ist nach Abstimmungen mit Betreibern, System- und Subsystemherstellern, die die Einführung der ERTMS unterstützen, entstanden. Jetzt wird die ERTMS in Europa für jede Neuinstallation oder Signalerneuerung für einige Schienenkorridore verbindlich. Die ETCS erfüllt auch die Erfordernisse anderer nationaler automatischer Zugsicherungssysteme wie das italienische SCMT (Sistema controllo movimentazione treno) und das spanische ASFAD (Aviso de Señales y
Frenado Automático).

SKF Axletronic Wegmesser
Eine zunehmende Zahl neuer Schienenfahrzeuge verwendet Wegmesser (Odometer), die den zurückgelegten Weg anzeigen. Wegmesser werden auch beim ETCS System verwendet. Neue und bestehende Fahrzeuge können leicht mit Axletronic Wegmessern von SKF umgerüstet werden. Die SKF Wegmesserlösung wurde bereits erfolgreich bei Schienenfahrzeugen von Alstom und Ansaldo angewendet.

Die SKF Axletronic Sensorlösung für Schienenfahrzeuge ist eine flexible Plattform für Eisenbahn-Radsatzlager mit weiteren Optionen zur Erkennung von Geschwindigkeit, Temperatur, Schwingungen, Drehrichtung und zurückgelegter Strecke. Diese Signale können verwendet werden für:

• Wegmesssysteme wie das ETCS System
• Drehzahl für Gleit/Schleuderschutz und Zugkraftkontrolle
• Lagertemperatursignal für das bordeigene Überwachungssystem
• Fahrtrichtung
• vertikale und/oder Querbeschleunigung für Überwachungssysteme

Prinzipiell stehen für die Eisenbahnindustrie zwei SKF Axletronic Wegmesserkonurationen zur Verfügung, abhängig davon, wo der Sensor sich befindet. Diese sind:

• in die Lagerabdichtung eingebauter Sensor als integraler Teil der Radsatzlagereinheit
• auf dem vorderen Gehäusedeckel der Radsatzlager montierter Sensor, wobei die Radlagereinheit unverändert bleibt.

SKF Axletronic Wegmesser für Radsatz-Lagereinheiten
In diesem Fall besitzen die vorgefetteten und abgedichteten Kegelrollenlager- oder Zylinderrollenlager-Einheiten in die Dichtungen der Lagereinheiten integrierte Sensoren für die Wegmessung. Das ist eine Bauteile und Platz sparende elegante und leicht einsetzbare Lösung.

SKF Axletronic Wegmesser für Gehäusedeckel von Radsatzlagern
Manchmal verlangt der Kunde, die Lagereinheiten unverändert zu belassen. SKF bietet Axletronic Wegmesser zur Integration in den Gehäusedeckel der Radsatzlager an. Diese Lösung eignet sich besonders zum Umrüsten bestehender Schienenfahrzeuge, sowie für Erstausrüster, die die Wegmesserfunktion nachrüsten wollen, ohne dass größere konstruktive Änderungen nötig sind. Der Sensor für den Wegmesser wird auf dem vorderen Gehäusedeckel montiert und kann mit jedem Radsatzlagertyp mittels einer Montagebefestigung für den Sensor und einer verzahnten Endscheibe verwendet werden.

Vorteile des SKF Axletronic Wegmessers
Mit der SKF Lösung kann ein redundantes und unabhängiges System aufgrund mehrerer unabhängiger Wegmesser-Sensorkonurationen verwirklicht werden. Ein weiterer Vorteil des integrierten Wegmessers ist, dass die ursprüngliche Achsenkonstruktion unverändert beibehalten werden kann.

• Der SKF Axletronic Wegmesser ist eine flexible, modulare Lösung, die auf individuelle Kundenanforderungen zugeschnitten werden kann. Der Einbau ist eine „plug and play“ Lösung, die weder Einstellungen noch Kalibrierungen erfordert.
• Der SKF Axletronic Wegmesser arbeitet berührungslos, ohne Verschleißteile. Eine Funktionsüberprüfung der Signale kann, ohne das Fahrzeug oder den Radsatz zu bewegen, ausgeführt werden. Keine weitere Wartung ist nötig.
• Der Hauptvorteil liegt im „freien Achsende“ – ganz im Gegensatz zu herkömmlichen Wegmessern, die am Ende des vorderen Deckels mit mechanischer Verbindung zum umlaufenden Radsatz über eine zusätzliche kleine Welle, die Stützlager und Dichtungen erfordert, eingebaut werden. Diese Ausführungen erfordern mehr Raum und blockieren die Schnittstelle mit der elektrischen Masserückleitung, die zur Verhinderung von Stromfluss durch das Lager für die meisten Achslager von Schienenfahrzeugen zwingend vorgeschrieben ist.

SKF Axletronic ist ein Warenzeichen der SKF Gruppe.