Ultraschall-Hohlwellenprüfung (HPS): Automatisierte Präzision für höchste Bahn-Sicherheitsstandards
Automatisiertes Prüfsystem zur zerstörungsfreien Ultraschallprüfung von Radsatzwellen mit Längsbohrung: helixförmige Prüfbewegung, stabile Signalübertragung (Koppelmedium) und belastbare Datenflüsse – mit sicherer Detektion von Fehlern ab 0,5 mm.
PROJEKT-STECKBRIEF
Herausforderung: Prüfsicherheit bei variierenden Bohrungen, Kopplung und komplexer Helix-Bewegung
Die Ultraschall-Hohlwellenprüfung ist sicherheitskritisch: Die Prüfbewegung muss lückenlos sein, die Signalübertragung stabil bleiben und die Daten zwischen Steuerung, Messsystem und PC konsistent fließen. In der Praxis entstehen genau hier die größten Risiken – operativ und in der Nachvollziehbarkeit.
≈ Schwankende Signalqualität durch Kopplung (Koppelmedium)
In UT-Prüfprozessen entscheidet die Kopplung über verwertbare Signale: zu viel oder zu wenig Koppelmedium kann Prüfergebnisse verfälschen oder Nacharbeit verursachen. Eine stabile, kontrollierte Kopplung ist daher ein zentraler Qualitätsfaktor.
⟲ Synchronisations-Fehler bei der Helix-Bewegung
Rotations- und Vorschubbewegung müssen millimetergenau synchronisiert werden. Wenn die Helix nicht sauber geführt wird, entstehen potenzielle Blindbereiche – mit Risiko für Prüfsicherheit und Nachweisbarkeit.
⇄ Variierende Bohrungsdurchmesser (25–90 mm)
Unterschiedliche Bohrungsdurchmesser und Geometrien erfordern robuste Prüfabläufe, klare Parametrierung und eine Bedienführung, die Varianten sicher handhabbar macht – ohne Trial-and-Error im Betrieb.
§ Haftungsrelevante Datenkonsistenz (SPS ↔ Messsystem ↔ PC)
In der Bahntechnik ist entscheidend, dass Prüf- und Statusdaten konsistent sind: Zustände, Messwerte und Ergebnisse müssen nachvollziehbar zusammenpassen – sonst steigt das Risiko in Abnahme, Audit und Betrieb.
Umsetzung: prüfsichere Helix-Führung, stabile Kopplung & Lifecycle-Upgrade der Steuerung
i4AE übernahm Engineering, Migration und Integration, damit die Prüfung reproduzierbar läuft und die Anlage langfristig wartbar bleibt. Entscheidend: robuste Bewegungs-/Zustandslogik, kontrollierte Kopplung und konsistente Datenkommunikation zwischen SPS, Messsystem und PC.
WAS WIR UMGESETZT HABEN
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Helix-Bewegung synchronisiert (Rotation + Vorschub)
Die Prüfbewegung wurde so geführt, dass Rotations- und Vorschubanteile sauber zusammenarbeiten – für lückenlose Abdeckung ohne Blindbereiche (prüfsicherer Ablauf, klare Zustände).
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Stabilisierte Kopplung (Koppelmedium) & Pneumatikführung
Kopplung und Ein-/Ausfahrmechanik wurden so abgestimmt, dass die Signalübertragung stabil bleibt – damit Prüfergebnisse reproduzierbar werden und Nacharbeit sinkt.
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Integration von BLDC-Antrieb & Positionsrückführung (Encoder/Transmitter)
Antrieb und Positionsrückführung wurden in die Steuerung integriert, um die Bewegungsführung sicher zu parametrieren und Diagnose/Zustände im Betrieb klar zu halten.
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Datenkommunikation über CANopen & OPC UA (SPS ↔ Messsystem ↔ PC)
Konsistente Datenflüsse und definierte Zustände sorgen dafür, dass Prüfergebnis, Status und Messdaten im Betrieb und im Audit logisch zusammenpassen.
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Migration CODESYS V2 → V3 inkl. WebVisu-Anpassung
Modernisierung der Steuerungssoftware und Bedienoberfläche auf CODESYS V3 – für bessere Wartbarkeit, geringeres Obsoleszenzrisiko und eine Grundlage für langfristige Weiterentwicklung.
TECHNOLOGIE-STACK
4 SCHRITTE – DAMIT ES PLANBAR BLEIBT
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1Analyse & Risiko-Check Prüfaufgabe, Varianten, Schnittstellen und Nachweis-Anforderungen klären.
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2Engineering Bewegungs-/Zustandslogik, Diagnose und Kopplungsführung sauber implementieren.
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3Migration & Integration CODESYS V2→V3, WebVisu-Anpassung, CANopen/OPC-UA Datenfluss konsistent aufbauen.
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4Test & Inbetriebnahme Funktions-/Sicherheitstests und Übergabe mit klarer Dokumentation (projektspezifisch).
Ergebnis: präzise Detektion, weniger Rüstzeit & Audit-sichere Nachvollziehbarkeit
Das System vereint präzise Ultraschallprüfung mit einer stabilen Bewegungsführung und konsistenter Datenkommunikation. Dadurch wird die Prüfung nicht nur „machbar“, sondern im Betrieb belastbar: reproduzierbare Abläufe, klare Diagnose und Ergebnisse, die sich nachvollziehbar begründen lassen.
Detektion von Fehlern ab 0,5 mm
Durch definierte Prüfbewegung, stabile Kopplung und klare Parametrierung wird eine präzise, wiederholbare Prüfung erreicht – geeignet für sicherheitskritische Bahntechnik-Anforderungen.
Toolless Sondenwechsel → reduzierte Rüstzeit
Werkzeugloser Sondenwechsel unterstützt schnelle Umrüstungen und reduziert Downtime. Damit bleibt die Anlage produktiv, auch wenn Varianten (z. B. Bohrungsdurchmesser) wechseln.
Konsistente Datenflüsse (SPS ↔ Messsystem ↔ PC)
CANopen und OPC UA sorgen für saubere Zustände und konsistente Daten – wichtig, damit Prüfergebnis und Status im Audit und in der Abnahme nachvollziehbar zusammenpassen.
Hinweis aus der Praxis: In der Bahntechnik zählt nicht nur, dass ein System misst – sondern dass es im Zweifel belegbar ist. Wenn Kopplung, Helix-Bewegung und Datenflüsse stabil geführt werden, wird Ultraschallprüfung im Betrieb audit-sicher und planbar.
Hüseyin Gevrek
Geschäftsführer · i4 Automation & Engineering GmbH
Technische Kenndaten – Zahlen, Schnittstellen und Prüfumfang
TECHNISCHE KÜNYE
- Branche
- Bahntechnik · ZfP (Ultraschall)
- Prüfobjekt
- Radsatzwelle mit Längsbohrung (Hohlwelle)
- Prüfumfang
- Oberflächenrisse · Längsfehler · Volumenfehler
- Bohrungs-Ø
- 25–90 mm
- Detektion
- Fehler ab 0,5 mm (prüfaufgabenspezifisch)
- Bewegung
- Helixförmig: rotierend entlang der Achse (synchronisierte Rotation + Vorschub)
- Controller
- WAGO 750-8204
- Engineering / HMI
- CODESYS V3 · WebVisu (Migration von V2)
- Protokolle
- CANopen · OPC UA
- Prüfzeit pro Welle
- Optimiert nach Prozessanforderung (projektspezifisch)
WARUM DAS FUNKTIONIERT
Prüfsicherheit entsteht, wenn Bewegung, Kopplung und Datenkette zusammenpassen: eine sauber synchronisierte Helix-Führung, stabile Signalübertragung über das Koppelmedium und konsistente Zustände/Daten zwischen SPS, Messsystem und PC.
ERWEITERUNGEN (OPTIONAL)
- Erweitertes Reporting: Export/Format nach IT-/QS-Prozess (projektspezifisch)
- Traceability: Serien-/Chargenlogik und strukturierte Datensätze je Prüfling
- Diagnosekonzept: tieferes Logging für Service & schnelle Fehleranalyse
PASSEND FÜR
- ZfP-Anwendungen mit sicherheitskritischem Nachweisbedarf
- Prüfanlagen mit komplexer Bewegungsführung (Rotation + Vorschub)
- Retrofit-/Migration-Projekte mit Obsoleszenzrisiko in Steuerung/HMI
Planen Sie ein Ultraschall- oder Bahntechnik-Prüfsystem mit audit-sicherem Nachweis?
Wenn Detektionssicherheit, Kopplungsstabilität und Datenkonsistenz entscheidend sind, braucht es eine robuste Architektur: klare Zustände, saubere Schnittstellen und eine Lösung, die im Betrieb planbar bleibt. i4AE unterstützt von Analyse bis Inbetriebnahme – projektspezifisch und ohne unnötige Komplexität.
- Prüfsicherheit & Nachweis
- Retrofit/Migration ohne Chaos
- Stabile Schnittstellen (CANopen/OPC UA)
NÄCHSTER SCHRITT
Schicken Sie 2–3 Infos (Prüfaufgabe, Varianten, Schnittstellen). Sie erhalten eine erste technische Einschätzung – in der Regel innerhalb von 24h (werktags).