Gemeinsam mit meinen Kommolitonen aus diversen Studienrichtungen der FH Aachen haben wir 2019 unter dem Teamnamen „Emma loves J.I.M.“ bei der IMechE Railway Challenge mitgemacht. Ziel war es, eine innovative Parkeisenbahnlokomotive im Maßstab 1:5 auf 10¼ Zoll Spurweite auf die Gleise zu bringen, um mit dieser bei der internationalen Railway Challenge in Stapleford (UK) gegen die anderen Lokomotiven bzw. Universitäten anzutreten. Dabei hatten wir die Möglichkeit, alle theoretischen Kenntnisse aus den Vorlesungen und Erfahrungen aus der Berufsausbildung in der Praxis anzuwenden.

Nach schlaflosen und arbeitsreichen Nächten im Labor und auf der Teststrecke in Bad Schussenried (BW) hat sich alle Arbeit ausgezahlt: Unser Team „Emma loves J.I.M.“ holte 2019 den ersten Platz der Railway Challenge nach Aachen!

Bei diesem wunderbaren Projekt habe ich gelernt, wie wichtig Zeitmanagement und durchdachte Schnittstellen sind, dass gute Teamarbeit viel Zeit spart und was es bedeutet, sein Team bei Laune zu halten. Ein großer Dank geht an unseren Professor Pfaff, der dieses Projekt zum widerholten Male möglich gemacht hat und viele Stunden Freizeit geopfert hat.

Planung & Bau von „Molly“

Zuallererst wurde bei einem Kickoff-Meeting im demokratischen Wahlverfahren eine Teamleitung gewählt. Diese hat im Laufe des Meetings vier Fachgruppen gebildet: Software, Drehgestell, Elektrotechnik & Wagenkasten, wobei die Arbeitspakete und Schnittstellen der Teams von der Teamleitung bei regelmäßigen Treffen besprochen und evaluiert wurden. Hier wurde schnell der Wunsch klar, die Vorjahrslokomotive „Emma“ (betrieben mit H₂) nicht weiter zu modifizieren und ein komplett neues Fahrzeug zu bauen. Bezugnehmend auf das Lastenheft der IMechE (Institution of Mechanical Engineers, das englische Pendant zum deutschen VDI (Verein deutscher Ingenieure)) wurde die Neue unter den Gesichtspunkten der kommenden Challenges berechnet und konzipiert. Dabei wurde auch der Umstand berücksichtig, dass die Lok für jeden Transport ins Kellergeschoss getragen (!) werden muss. So wurde Molly modular und bestand am Ende aus zwei Drehgestellen, auf denen ein Lokrahmen und darauf zwei Wagenkastenhälften lasteten. Die Zusatzgewichte für besser Radaufstandskräfte können im Rahmen eingelegt werden.

Meine Aufgabe bestand zum einen als Teil der Teamleitung darin, das Projektmanagement zu planen und umzusetzen. Des Weiteren wurden Gefährdungsbeurteilungen erstellt sowie alle nötigen Dokumentationen (Arbeitsmethoden, Schaltpläne, etc.) der Lokomotive zusammengetragen. Zum anderen, als Teil des Energieversorgungsteams, habe ich elektrische Schaltpläne gezeichnet und die zugehörigen Komponenten bestellt und verdrahtet.

Nach einem Jahr Bauzeit war Molly dann endlich fit für die ersten Testfahrten auf der mehrspurigen Anlage des schwäbischen Eisenbahnvereins in Bad Kürnbach.

Technische Daten Molly

Masse	~ 700 kg
Länge	2400 mm
Achsfolge	Bo’Bo‘
Motoren	Permanenterregte Gleichstrommotoren 24 V
Dauerleistung	~ 3 kW
Bremse	Elektromotorische & pneumatische Bremse (federbetätigt) mit Schnellbremsschleife
Stromversorgung	LiFeMnPO-Batterie, 48 V mit 40 Ah und integriertem BMS (Batteriemanagementsystem)
Steuerung	5G-Failsafe-Funkfernsteuerung und Behelfsführerstand

Das Challenge-Wochenende in England

Tag 1 – Ankommen

Nach einer durchfahrenen Nacht mit ca. 12 Stunden Autofahrt von Aachen nach Stapleford, Leichestershire (UK) wurde Molly im Hauptbahnhof der „Friends of Stapleford Miniature Railway“ (FSMR) aufgegleist und sofort begann das Team, alle aufgeschobenen Arbeiten hust bis in die späten Nachtstunden nachzuholen. Es fehlten noch Anpassungen der Motorcontrollersoftware, Beschriftungen und Arbeiten am Wagenkasten, die sich am Ende des Tages doch ziemlich läpperten. Irgendwas ist ja bekanntlich immer.

Tag 2 – Tauglichkeitsuntersuchung und Abnahme von Molly

Um für die finalen Prüfungen am dritten Tag zugelassen zu werden, mussten sich alle Lokomotiven einer Tauglichkeitsübrprüfung unterziehen. Hierbei wurden alle Dokumentationen (Gefährdungsbeurteilung, Arbeitsanweisungen, Benutzerhandbuch, Berechnungen, Software, …) durchgesehen und bei Erfüllen der Kriterien ein Prüfplakettenabschnitt ausgehändigt. Auch die Dichtigkeitsüberprüng wurde fix durchgezogen, indem einfach eine Gießkanne mit Wasser über der Lok ausgeschüttet wurde.

Als am Nachmittag alle notwendigen Prüfabschnitte erfüllt waren und die Prüfplakette vollständig war, durften wir die erste Runde auf freier Strecke drehen und einmal alle fahrtechnischen Prüfungen testen. Der schöne Sonnenschein am Nachmittag bot dann noch die Gelegenheit für den lezten Feinschliff.

Tag 3 – Die Challenge

Der frühe Morgen begann mit den kaufmännischen Challenges:

1. Design Challenge
2. Business Challenge
3. Technical Poster Challenge
4. Innovation Challenge

Daraufhin wurden gegen Mittag alle streckenabhängigen Prüfungen durchgefüht und am Nachmittag das Siegerteam gekürt:

1. Energy Storage: Anfahren mit zuvor durch aus Höchstgeschwindigkeit (v = 15 km/h) Regenerationsbremsen gewonnener Energie. Punktevergabe nach der Lok mit der am weitesten zurückgelegten Strecke.
2. Traction Challenge: Beschleunigung aus dem Stand mit Zeitmessung einer definierten Strecke. Punktevergabe nach kürzester Fahrzeit.
3. Ride Comfort Challenge: Beschleunigungsmessung am Lokrahmen rechts vorne in x-y-z-Richtung. Punktevergabe nach laufruhigstem Fahrzeug.
4. Noise Challenge: Lautstärkemessung an der Strecke – Punktevergabe relativ zum laufruhigsten Fahrzeug.
5. Auto-Stop Challenge: Automatisches erkennen eines Schildes/Markers und Zielbremsung an einen definierten Punkt ohne diesen zu überfahren. Punktvergabe nach kürzester Entfernung zum Zielpunkt.
6. Maintainability Challenge: Zeitmessung eines vollständigen Radsatztausches durch das jeweilige Team.
7. Reliability Challenge: Zuverlässigkeit bei Abfahrtszeiten (Punktabzug falls Fahrzeug/Team nicht einsatzbereit).