Der Zugverkehr des 21. Jahrhunderts braucht Digitalisierung und den Einsatz von Robotern, um den Ansprüchen an Tempo, Zuverlässigkeit und Sauberkeit gerecht zu werden.

Der Zugverkehr des 21. Jahrhunderts braucht Digitalisierung und den Einsatz von Robotern, um den Ansprüchen an Tempo, Zuverlässigkeit und Sauberkeit gerecht zu werden. (Bild: Adobe Stock / Tierney)

Die Eisenbahn, die in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts erfunden wurde, war ein wichtiger Schritt der industriellen Revolution - genauso wie die ersten Roboter gut 100 Jahre später. Bringt man die beiden Konzepte zusammen, kann die Bahn besser auf die Erfordernisse des 21. Jahrhunderts abgestimmt werden. Drei Beispiele von der Eisenbahntechnik-Messe Innotrans:

Ein Roboter für schnelle Gleisreparaturen

Demonstrator einer automatisierten Reparatureinheit für Gleise: Ein Roboterarm in einer mobilen Instandhaltungseinheit.
Demonstrator einer automatisierten Reparatureinheit für Gleise: Ein Roboterarm in einer mobilen Instandhaltungseinheit. (Bild: Robel Rail Automation)

Eines der größten Probleme der Deutschen Bahn im Moment ist der teilweise marode Zustand des Schienennetzes. Die Gleise müssen an vielen Stellen repariert oder ausgetauscht werden, was zu Umleitungen oder Verzögerungen im Schienenverkehr führt. Um diese Vorgänge zu automatisieren und so zu beschleunigen, hat der Bahntechnik-Spezialist Robel den Demonstrator einer Roboter-gestützten Gleisreparatur per Roboter entwickelt. Dabei übernimmt der an einem Schienenfahrzeug befestigte Roboterarm zum Beispiel durch Schweißarbeiten eine automatisierte Behebung von Schienendefekten.

Beim Gleisbau ist Robotik bisher noch kaum ein Thema. Die punktuelle Instandhaltung erfolgt fast ausschließlich von Hand oder von Hand gesteuert. Das stellt die Branche vor eine große Herausforderung: denn es fehlen zunehmend Arbeitskräfte am Gleis. Immer weniger Menschen wollen nachts, bei schlechtem Wetter und großem Risiko am Gleis arbeiten.

Michael Reiter, Geschäftsführer der Robel Rail Automation in Freilassing: „Der Job am Gleis ist hart. Indem wir für unsere Kunden ressourcenschonende, sichere und nachvollziehbare Baustellenprozesse entwickeln, tragen wir zu besseren Arbeitsbedingungen und reproduzierbaren Ergebnissen bei und stärken so auf lange Sicht das System Bahn.“

Ein Roboter für sauberere Züge

Ist autonom und omnidirektional unterwegs: Der Reinigungsroboter für Schienenfahrzeuge.
Ist autonom und omnidirektional unterwegs: Der Reinigungsroboter für Schienenfahrzeuge. (Bild: Fraunhofer IFAM)

Forschende des Fraunhofer IFAM in Stade haben eine prototypische mobile Roboterplattform entwickelt, die samt Leichtbauroboter und Dampfreiniger in der Lage ist, Oberflächen von Objekten in Fahrzeugen des öffentlichen Personenverkehrs (ÖPV) mit konstanter Qualität umweltschonend zu reinigen und zu desinfizieren. Der in den Fahrzeugen autonom navigierende Roboter arbeitet mit heißem Trockendampf. Dieser löst Verschmutzungen und Krankheitserreger – wie Viren und Bakterien – mit deutlich verringertem Wasserverbrauch und ohne chemische Reinigungszusätze.

Der mittels Kamera über eine Objekterkennung verfügende Leichtbauroboter führt dabei die Reinigungsdüse automatisch über die zu reinigenden Oberflächen. Akkus versorgen die gesamte Robotik inklusive Steuerung mit Energie. Die mobile Plattform besitzt einen omnidirektionalen Antrieb, der es dem mobilen Roboter ermöglicht, sich um die eigene Achse zu drehen und vor allem mit beliebiger Orientierung in jede erdenkliche Richtung in der Ebene zu fahren.

Ein Roboter für energiesparende Züge

Eine robotergestützte Prozesskette für die Großstrukturmontage von Schienenfahrzeugen aus Leichtbaumaterialien wird in Stade entwickelt.
Eine robotergestützte Prozesskette für die Großstrukturmontage von Schienenfahrzeugen aus Leichtbaumaterialien wird in Stade entwickelt. (Bild: Fraunhofer IFAM)

Im Fokus der Entwicklungsaktivitäten bei Zugherstellern stehen neue gewichtssparende Materialien und Fertigungsverfahren, die nicht nur in der Produktion zur Effizienzsteigerung sowie Kostensenkung führen, sondern darüber hinaus den Energieverbrauch im Betrieb reduzieren, was wiederum Kosten einspart und den Klimaschutz fördert. Das ist aber eine große Herausforderung in der für den Schienenfahrzeugbau relevanten Großstrukturmontage.

Um Effizienz, Nachhaltigkeit und ergonomischer Arbeitsplatzgestaltung in der Großstrukturmontage zu vereinbaren, entwickelt das Fraunhofer IFAM zueinander kompatible Technologiebausteine, die modular zu teil- oder vollautomatisierten Montagelösungen für Leichtbaumaterialien kombinierbar sind. Dabei kommen Industrieroboter für Mess-, Positionier-, Bearbeitungs- und Fügeprozesse zum Einsatz.

 

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