Voor de auto-industrie is het gebruik van meetwielen al routine. Ze leveren gegevens over de belastingen in bochten en oneffenheden die door het wiel op het voertuig worden overgedragen en maken het de ingenieurs mogelijk de constructie van het voertuig daarop aan te passen. Ook beheerders van railnetwerken zetten meettechnieken in om uit te vinden welke oneffenheden, bochten of wissels in het railsysteem voertuigen zwaar belasten. Aan de hand van de data moeten deze plaatsen gericht verbeterd worden. Met behulp van een innovatief railmeetwiel van Fraunhofer LBF kan de constructie van railvoertuigen gericht worden verbeterd.
Met de traditionele meettechniek zijn verticale en zijdelingse krachten moeilijk te onderscheiden. Ook langskrachten en aandrijf- en remmomenten konden tot op heden niet tijdens het rijden worden gemeten. Onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF) in Darmstadt hebben een reëel meetwiel ontwikkeld waarmee ze alle relevante belastingrichtingen met hoge nauwkeurigheid kunnen meten.
Opbouw
Het meetwiel (LBF.R Wheelos gedoopt) meet, in plaats van de gebruikelijke twee, gelijktijdig zes dimensies, namelijk verticale, laterale en longitudinale krachten en hun momenten. De onderzoekers verzwakten het wiel door er gericht gaten in te frezen. Het resultaat is een soort spaakstructuur. Daarmee creëren ze plaatsen, die alleen op verticale krachten reageren, terwijl andere alleen de laterale krachten te verwerken krijgen.
Ongeveer honderd rekstroken, die gericht op de spaken zijn aangebracht en met elkaar zijn verbonden, verraden welke krachten worden overgedragen. De nieuwe meettechniek werd voor het eerst met een verend rubber wiel gebruikt. Het systeem neemt nauwkeurig het dynamisch gedrag op bij de metingen. Conform de industriële standaard werd het meetwiel gekalibreerd en met het oog op stevigheid voor het rijden vrijgegeven.
Testopstelling voor het meten aan LBF-proefwielen.
Praktijktesten
In de zomer van 2007 zijn acht weken lang metingen verricht aan de tramrails in Frankfurt. In totaal werd meer dan 200 km van het netwerk van de metro en baanvakken van de tram met sensoren afgetast. Bovendien werden bewegingen als bochten rijden en remmen op kritieke baanvakken gemeten. Met de resultaten van de testritten kunnen bedrijfsomstandigheden die beschadiging veroorzaken worden geïdentificeerd en op basis van valide data in kaart gebracht. Daarmee kunnen railvoertuigen in de toekomst betrouwbaarder worden ontwikkeld en rails, wissels en bochten doelmatiger worden onderhouden.
