Hightech aus Riedlingen für die Eisenbahn der Zukunft - FORM+TEST liefert Prüftechnik für europaweit einzigartiges Eisenbahnlabor der TU Graz

Riedlingen/Graz. Wie müssen Eisenbahnstrecken aufgebaut sein, damit sie den steigenden Belastungen des Bahnverkehrs über Jahrzehnte standhalten? Wie wirken sich Hitze, Starkregen oder Veränderungen des Untergrunds auf Schienen, Schwellen und Schotterbett aus? Antworten auf diese Fragen sollen künftig in einem neuen, europaweit einzigartigen Eisenbahnprüflabor der Technischen Universität Graz gefunden werden.

Die dafür erforderliche Prüftechnik kommt aus Riedlingen: FORM+TEST Seidner & Co. GmbH lieferte dazu den kompletten Prüfstand mit allen dafür notwendigen Komponenten und Dienstleistungen aus einer Hand für das neue „Railway and Infrastructure Laboratory“, kurz RaIL.

Ende August wurde die neue Forschungsanlage am Institut für Eisenbahn-Infrastrukturdesign der TU Graz offiziell eröffnet. Rund vier Millionen Euro wurden in das Labor investiert. Mit der neuen Infrastruktur können erstmals vollständige Eisenbahn-Fahrwegsysteme unter kontrollierten und gleichzeitig realitätsnahen Bedingungen untersucht werden – von der Schiene über Schwellen und Schotter bis hin zum Untergrund.

Für FORM+TEST ist das Projekt ein eindrucksvoller Beleg dafür, welche anspruchsvollen und kundenspezifischen Prüfsysteme heute am Unternehmensstandort Riedlingen entwickelt und realisiert werden.

Einen fahrenden Zug im Labor simulieren

Das Herzstück der Anlage ist ein fünf Meter langer, 3,5 Meter breiter und 1,8 Meter tiefer Oberbausimulator. Darin kann ein realitätsnaher Gleisaufbau mit bis zu acht Schwellen hergestellt werden. Hydraulisch und elektronisch geregelte Prüfzylinder bringen anschließend statische und dynamische Kräfte in das System ein.

Vereinfacht gesagt: Statt jahrelang darauf zu warten, welche Auswirkungen Millionen von Zugüberfahrten auf einen Gleisabschnitt haben, können entsprechende Belastungen unter definierten und reproduzierbaren Bedingungen im Labor erzeugt und wissenschaftlich untersucht werden.

Dabei betrachten die Forschenden nicht nur einzelne Bauteile. Untersucht wird die Kraftübertragung durch das gesamte System – von der Schiene über Befestigung und Schwelle in das Schotterbett sowie weiter in Unterbau und Untergrund.

Genau darin liegt eine der Besonderheiten des neuen Labors. Bislang mussten viele Erkenntnisse durch Berechnungen, Simulationen oder langwierige Messungen an realen Bahnstrecken gewonnen werden. Mit dem neuen Prüfstand können Entwicklungen bereits im Labor unter reproduzierbaren Bedingungen untersucht werden, bevor aufwendige Versuche im laufenden Bahnverkehr notwendig werden.

Prüfmaschinenbau für außergewöhnliche Aufgaben

Für FORM+TEST bedeutete das Projekt weit mehr als die Lieferung einer einzelnen Standardprüfmaschine. Die Anforderungen eines solchen Forschungslabors verlangen individuell entwickelte Lösungen aus Maschinenbau, Hydraulik, Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik, sowie aller Serviceleistungen.

Die Prüftechnik muss hohe Kräfte nicht nur präzise aufbringen, sondern Belastungen auch dynamisch und reproduzierbar wiederholen können. Gleichzeitig muss das System flexibel genug sein, damit Wissenschaftler unterschiedlichste Gleisaufbauten, Komponenten und Versuchsprogramme untersuchen können.

Neben dem Oberbausimulator verfügt das Labor deshalb über ein neun mal fünf Meter großes Aufspannfeld, das auf 14 x 5 Meter erweitert werden kann. Hier lassen sich größere Systeme wie Weichenbereiche oder sogenannte Auszugsvorrichtungen untersuchen. Eine weitere flexible Schotterbox ermöglicht Versuche an einzelnen Komponenten und unterschiedlichen Schwellenkonstruktionen.

Damit reicht das Spektrum von normgerechten Prüfungen einzelner Komponenten bis zu komplexen Forschungsversuchen an ganzen Fahrwegsystemen.

Wenn Starkregen im Prüflabor entsteht

Eine weitere Besonderheit macht deutlich, wie realitätsnah die Forschung in Graz künftig durchgeführt werden kann: Die Feuchtigkeit des Untergrundes lässt sich gezielt verändern. Der Versuchsaufbau kann sogar so beeinflusst werden, dass die Folgen einer starken Durchfeuchtung durch Starkregen untersucht werden können.

Damit können die Wissenschaftler beispielsweise erforschen, wie sich unterschiedliche Wassersättigungen auf Steifigkeit, Lastverteilung und langfristige Stabilität des Gleisaufbaus auswirken.

Angesichts zunehmender Wetterextreme gewinnt diese Forschung an Bedeutung. Neben hohen Verkehrsbelastungen müssen Bahnstrecken künftig auch widerstandsfähiger gegenüber Hitze, Starkregen und anderen klimatischen Einflüssen werden.

Das neue Labor soll deshalb dazu beitragen, Entwicklungszeiten zu verkürzen, sowie langlebigere und leistungsfähigere Fahrwegsysteme zu entwickeln.

Oberschwäbische Technik für internationale Spitzenforschung

Für FORM+TEST hat das Projekt eine besondere Bedeutung. Das neue Labor wird internationale Aufmerksamkeit erhalten, da es europaweit einzigartig ist. Somit wird europäische Spitzenforschung realitätsnah für jedermann weiterentwickelt.

„Dieser Prüfstand spiegelt die komplette Leistungsfähigkeit unseres Unternehmens und seiner Mitarbeitenden im Bereich der Prüfmaschinen und Prüfstände für Forschung und Entwicklung wieder, auf die wir zu Recht sehr stolz sind“, sagt Bernd Locher – Geschäftsführer von FORM+TEST.

FORM+TEST entwickelt und produziert in Riedlingen seit Jahrzehnten Prüfmaschinen und Prüfsysteme für die Material- und Bauteilprüfung. Neben standardisierten Prüfmaschinen gehören insbesondere kundenspezifische Großprüfanlagen und Sonderprüfsysteme zu den Kompetenzen des Unternehmens.

Das Projekt in Graz zeigt, dass diese Lösungen längst nicht mehr nur dazu dienen, einzelne Materialproben auf ihre Festigkeit zu untersuchen. Moderne Prüftechnik kann komplette Bauteile und technische Systeme unter Bedingungen belasten, die ihrem späteren Einsatz möglichst nahekommen.

Gerade bei Forschungsprojekten entstehen dabei Anlagen, für die es keine Lösung „von der Stange“ gibt. Die Prüfaufgabe des Kunden bildet vielmehr den Ausgangspunkt für die Entwicklung der Maschine beziehungsweise des gesamten Prüfsystems.

Von Riedlingen bis zur Bahnstrecke von morgen

Von den Forschungsergebnissen des neuen Labors sollen langfristig nicht nur Wissenschaft und Bahnindustrie profitieren. Ziel ist es, Erkenntnisse schneller aus der Forschung in die praktische Anwendung zu übertragen.

Für FORM+TEST ist die Beteiligung an diesem Projekt damit zugleich eine Referenz: Hoch spezialisierter Prüfmaschinen- und Prüfstandsbau schafft in Graz die Voraussetzungen dafür, die Eisenbahninfrastruktur von morgen sicherer, langlebiger und widerstandsfähiger zu entwickeln.