Eine Schiene verrät unter Last mehr als jede Rechnung: wie hoch die Radlast wirklich ist, ob sich eine Stelle im Gleis anders verhält als die Nachbarstelle, wie schwer ein Zug ist, der gerade darüber fährt. Man muss die Dehnung nur messen können — und genau daran scheitert es in der Praxis meistens.
Denn der klassische Weg heißt: Dehnungsmessstreifen applizieren. Fläche schleifen, entfetten, kleben, aushärten lassen, verdrahten, abdecken. Das ist im Labor Routine. Im Gleis bedeutet es Aushärtezeit im Freien, Wetterabhängigkeit — und vor allem eine Sperre der Strecke, solange jemand dort arbeitet.
Was der Magnethalter anders macht
Der Magnethalter wurde genau für diese Situation entwickelt. Der Dehnungsaufnehmer sitzt nicht auf einem Klebstofffilm, sondern in einem Halter, der magnetisch auf dem Stahl haftet. Angebracht ist er mit wenigen Handgriffen.
Der praktische Unterschied ist kein gradueller: er verändert, wann man messen kann. Eine Messstelle lässt sich an einer befahrenen Strecke einrichten, ohne diese vorher zu sperren. Damit wird aus einem geplanten Eingriff eine Messung, die man einfach macht — an mehreren Stellen, nacheinander, am selben Tag.
Wo er sitzt, entscheidet was er misst
Einzeln, direkt unter der Schiene. So wird die Biegespannung an dieser Stelle erfasst. Über die Biegespannung lässt sich auf die momentane Normalkraft zurückrechnen — also darauf, was in diesem Augenblick auf der Schiene steht.
Im Paar, seitlich an der Schiene. Zwei Halter gegenüberliegend machen die Scherkraft in der Schiene messbar. Das ergibt eine genaue Erfassung der Normalkraft während der Überfahrt eines Zuges.
Im Doppelpaar. Mit zwei solchen Paaren lässt sich sogar das exakte Gewicht des überfahrenden Zuges bestimmen.
Querkräfte sind ebenfalls messbar — dafür braucht es eine spezielle Ausführung des Halters. Welche Variante die richtige ist, hängt an der Frage, die beantwortet werden soll: Zustand einer Einzelstelle, Radlast, oder Gesamtgewicht.
Die Messstelle im Gleis
Bei einem Feldeinsatz wurde die Durchfahrt von fünf Zügen an zwei verschiedenen Stellen gemessen. Erfasst wurde die Randfaserspannung, und zwar mittig unter der Schiene, direkt zwischen zwei Schwellen — dort ist die Biegung am deutlichsten ausgeprägt.
Die Vorbereitung der Messstelle bestand aus zwei Schritten: grober Flugrost mit Schleifpapier abgenommen, Oberfläche mit Isopropanol gereinigt. Reinigungsaufwand unter zwei Minuten. Das ist der Punkt, an dem der Unterschied zur Klebeapplikation greifbar wird — dort rechnet man in Aushärtestunden, hier in Minuten.
Was in der Messreihe zu sehen war
Die Aufzeichnung ist erstaunlich deutlich. In der Kurve sind die vier Wagen und die Lokomotive am Schluss klar voneinander zu unterscheiden. Auch die einzelnen Räder zeichnen sich einzeln ab.
Das ist mehr als eine schöne Kurve: wenn jedes Rad sichtbar ist, ist jede Achse einzeln bewertbar. Damit werden Fragen beantwortbar, die vorher Schätzung waren — ungleiche Beladung, eine auffällige Achse, ein Fahrzeug, das anders läuft als die übrigen im Zugverband.
Elektronik: integriert oder im Schaltschrank
Für die Auswertung gibt es zwei Wege, und beide sind sinnvoll — nur für unterschiedliche Einsätze.
- Vollintegrierte Elektronik. Die Verstärkung sitzt im Halter, heraus kommt ein fertiges Signal. Das hält den Aufbau im Feld klein, weil kein zusätzliches Gerät mitgeführt und verkabelt werden muss. Passende Bauformen finden Sie unter DMS-Messverstärker.
- Externer Messverstärker. Der Halter liefert das mV/V-Signal, verstärkt wird an einem octogon Messverstärker. Das ist der Weg, wenn mehrere Kanäle zusammenlaufen oder eine bestehende Auswertung weiterverwendet wird — etwa über einen Wägetransmitter.
Für Messungen im Gleis ohne Kabelweg zum Schaltschrank ist außerdem Funk-Messtechnik eine Option, für kurze Aufnahmen vor Ort auch ein Handheld-Messgerät. Wie ein Dehnungssignal grundsätzlich entsteht, erklärt unser Beitrag Wie funktioniert eine Wägezelle?; wenn der Messwert digital auf einen Bus soll, ist CANopen der naheliegende Weg.
Nicht nur Schiene
Die Aufgabenstellung „Dehnung an einem Stahlbauteil messen, ohne es vorzubereiten“ ist nicht auf das Gleis beschränkt. Dieselbe Logik greift überall, wo ein Bauteil unter Last steht und man wissen will, was wirklich passiert — nicht was die Auslegung vorhersagt.
Wie das in anderen Anwendungen aussieht, zeigen unsere Berichte zur Holmdehnung an Spritzgussmaschinen, zur DMS-Applikation an einem Siebbodenträger und zur Spannungsanalyse an Türbeschlägen. Für Aufgaben, bei denen die Messung selbst Teil des Sicherheitsnachweises ist, siehe Funktionale Sicherheit SIL | PL.
Ihre Messaufgabe an der Schiene
Wir richten die Messstelle auch selbst ein: Vor-Ort-Messungen gehören zu unseren Dienstleistungen, ebenso experimentelle Spannungsanalysen. Passt keine Standardausführung, bauen wir den Halter als kundenspezifische Ausführung.
Sagen Sie uns, was Sie wissen wollen — Zustand einer Einzelstelle, Radlast, Zuggewicht — und wie lange gemessen werden soll. Schreiben Sie an office@octogon.org, rufen Sie +43 676 3628453 oder nutzen Sie unser Kontaktformular.
