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Markus Weber, Leiter Flottenmanagement der Zentralbahn, präsentierte an der Fachtagung «Wachstumsmarkt Freizeit- und Ferienverkehr», den Stand des Projekts «Adhäsion Bergtriebzug». Einen ersten Einblick in das visionäre Projekt erhielten die Bahnjournalisten Schweiz bereits im Rahmen einer Studienreise am 8. März 2023 durch Gerhard Züger, Leiter Produktion und Rollmaterial der Zentralbahn.
Gerne widmen wir diesen Bericht den spannenden und gehaltvollen Ausführungen von Markus Weber.
Überblick über das Projekt
Ausgangslage
Die stark im Freizeit- und Ferienverkehr aktive Zentralbahn ist mit mehreren Herausforderungen konfrontiert. Dazu zählen unter anderem die steigenden Kosten, die Verknappung von Ressourcen und die starke Abhängigkeit von einzelnen Lieferanten. Auch die übrigen Meterspurbahnen in der Schweiz kämpfen mit diesen Herausforderungen.
Die in der Branchenorganisation RAILplus verbundenen schweizerischen Meterspurbahnen weisen in Bezug auf die Infrastruktur, das Rollmaterial und den Betrieb erhebliche Unterschiede auf. Sie sind bestrebt, diese kostenintensive Heterogenität durch Kooperation und Standardisierung zu reduzieren. Diese Massnahmen haben bereits zu namhaften Verbesserungen geführt.
Die grossen Schweizer Meterspurbahnen Zentralbahn, Matterhorn-Gotthardbahn und Rhätische Bahn haben bereits im Jahr 2020 eine Absichtserklärung für die Entwicklung eines gemeinsamen Triebwagenzuges unterzeichnet. Ziel ist, bis Ende 2027 eine gemeinsame und ausschreibungsreife Fahrzeugplattform zu entwickeln, mit dem Rollmaterialhersteller zur Offertstellung eingeladen werden. Diese Bestrebungen werden vom Verein öffentlicher Verkehr VöV und von RAILplus gefördert.
Im Mittelpunkt dieser Massnahmen steht die Entwicklung eines Triebwagenzuges, mit dem der Einsatz der Zahnradtechnologie durch einen reinen Adhäsionsbetrieb abgelöst werden kann. Dabei arbeiten die Bahnen eng mit der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen RWTH zusammen.
Die Umstellung auf den reinen Adhäsionsbetrieb verspricht mehr Flexibilität und Wahlfreiheit bei der Fahrzeugbeschaffung, betriebliche Vereinfachungen, kürzere Reisezeiten und Einsparungen bei der Infrastruktur.
Projektstand
Bis dato verlaufen die Arbeiten am Projekt planmässig. Die ersten vier Phasen des siebenstufigen Projekts wurden erfolgreich abgeschlossen.
Als Ergebnis der Phase 1 hat die Machbarkeitsstudie folgendes ergeben:
- Der Adhäsionsbetrieb auf der Strecke zwischen Luzern und Engelberg ist möglich.
- Der Adhäsionsbetrieb auf der Brünigstrecke zwischen Giswil und Meiringen ist kritisch, aber denkbar.
- Eine vereinfachter Zahnradantrieb ist für Dienstzüge und die Schneeräumung zu erhalten.
- Die Weiterführung des Projekts bietet Chancen für die Weiterentwicklung der Antriebstechnik.
In der Phase 2 war eine Machbarkeitsstudie für das Bremsen durchzuführen. Diese hat gezeigt, dass die Zahnradbremse durch eine Allachs-Adhäsionsbremse als automatische Bremse, ergänzt mit einer Antriebs- und Feststellbremse sowie mit einer Magnetschienenbremse als Sicherheitsbremse ersetzt werden muss.
In der Phase 3 wurden das Bremskonzept entwickelt und eine Risikoanalyse durchgeführt. Auch diese Massnahmen erfüllten die gesteckten Anforderungen.
Dank den positiven Ergebnissen der ersten drei Phasen konnten die Unterlagen in Phase 4 dem Bundesamt für Verkehr BAV zur Kenntnisnahme eingereicht werden.
Nach dem grünen Licht des BAV für die Weiterführung des Projekts erfolgen in den laufenden Phasen 5 und 6 intensive Abklärungen in der betrieblichen Praxis. Dabei geht es um die Funktionen «Bremsen» und «Fahren/Bremsen». Auch bei diesen Phasen strebt man mit minimalen Kosten ein Optimum an Effizienz an.
Eingesetzt wird ein nicht mehr eingesetzter Triebwagen der Frauenfeld-Wil-Bahn. Dieses Fahrzeug wurde für die praktischen Tests mit zahlreichen Sensoren und Messgeräten ausgestattet.
In Phase 5 erfolgten Testfahrten auf der 105 Promille steilen Strecke von Dallenwil nach Engelberg sowie auf der flachen Meiringen-Innertkirchen-Bahn. Die endgültigen Ergebnisse von diesen Testfahrten stehen zurzeit noch aus – dennoch ist man zuversichtlich, dass die Anforderungen erfüllt wurden und der reine Adhäsionsbetrieb auf dieser Strecke zulässig ist.
Somit war der Weg frei für die Phase 6. Hier geht es darum, die Resultate der Phase 5 einem Stresstest durch erschwerte Bedingungen wie verschmutzte Schienen oder schlechte Witterungsbedingungen zu unterziehen. Ergänzend sind – sozusagen als Königsetappe – Testfahrten auf der 125 Prozent steilen Südrampe der Brünigbahn zwischen Meiringen und Brünig-Hasliberg vorgesehen.
Diese Testfahrten sind zurzeit im Gang. Sämtliche Installationen am Testfahrzeug wie Magnetschienenbremse, Schienenbürsten, Wässerungsanlage, Messinstallationen und Hardware, wurden angebracht und sind voll funktionsfähig.
Konklusionen
Was für schweizerische Verhältnisse futuristisch tönt, ist auf der Welt seit vielen Jahren Realität. So überwindet die Strassenbahn in Lissabon Steigungen von 135 Promille, und die Pöstlingbergbahn in Linz bewältigt seit 1897 immerhin 116 Promille. Die Trams in Lissabon verfügen über eine Magnetschienenbremse, während die Fahrzeuge der heute ins Tramnetz von Linz integrierten Pöstlingbergbahn mit Zangenbremsen, heute Magnetschinenbremse auskommen.
Allerdings setzt der Adhäsionsbetrieb auf sämtlichen Achsen angetriebene Triebwagen voraus. Zudem sind bei den Achsen Sandungsanlagen erforderlich, und die Laufwerke müssen bogenfreundlich ausgestaltet werden. Unverzichtbar ist auch das vorgängig näher beschriebene Bremskonzept. Im weiteren Verlauf des Projekts werden ergänzend weitere Möglichkeiten für die Erhöhung der Schienenreibwerts getestet.
Zudem erfordert der durchgängige Betrieb der Adhäsionstriebwagen bei den erwähnten Meterspurbahnen weitere technische Massnahmen, so etwa bei den Kupplungen und bei der Befähigung, mit verschiedenen Stromarten zu fahren.
Wir sind auf den weiteren Projektverlauf sehr gespannt und wünschen den Mitwirkenden viel Erfolg.
Und last but not least bedanken wir uns bei der Zentralbahn für die tolle Unterstützung bei der Erstellung dieses Berichts.
Da ist ein weiteres Beispiel, bei welchem man versucht, die Physik auszuschalten. Es wird scheitern, da bin ich mir ganz sicher. Es gab ja auch Leute, die glaubten, sie könnten Doppelstockzüge zum Neigen bringen. Geblieben ist das Wackeln. Vielleicht kommt noch einer auf die Idee, dreistöckige Wagen zu bauen – und zu betreiben… .
Was sich hier das BAV leistet, geht auf keine Kuhhaut.
Konzentrieren wir uns doch auf die einfachen Dinge, wie ZB umsteigefreie Direktzüge Luzern – Grindelwald und Lauterbrunnen.
Einverstanden!
Lieber Paul
Vielen Dank für Deinen Kommentar und für Dein Interesse an unserer Website. Hier meine Replik:
1. Ich erkenne keine Parallelen zu den Twindexx-Zügen der SBB. Bis dato wurden (noch) keine Fahrzeuge für den reinen Adhäsionsbetrieb auf Zahnstangenstrecken bestellt.
2. Hinter dem Projekt der Zentralbahn mit der Technischen Hochschule Aachen und unter dem Schirm von RailPlus stehen erfahrene Fachleute aus der Praxis. So unter anderem Gerhard Züger, Mitglied der Geschäftsleitung bei der Zentralbahn. Gerhard Züger ist auch bei IHRUS aktiv, einem Verein für die Kooperation bei der Instandhaltung von Rad und Schiene. Ich hatte schon zweimal Gelegenheit, an einem der jährlichen Symposien von IHRUS teilzunehmen.
3. Als Laie hat mich das Gehalt dieser sehr besuchten Fachveranstaltungen jedesmal beeindruckt. Unter anderem die Tiefe der Untersuchungen der Wechselwirkung zwischen Rad und Schiene und – daraus abgeleitet – die Erarbeitung von Massnahmen für die Reduktion des Verschleisses.
Ich bin deshalb überzeugt, dass es sich um ein ernsthaftes Projekt mit guten Realisierungschancen handelt. Zudem dürften die Untersuchungen auf alle Fälle auch wertvolle Anhaltspunkte für die Wechselwirkung zwischen Rad und Schiene unter extremen Bedingungen ergeben. Und wer nichts wagt, kann nichts gewinnen.
Nochmals vielen Dank und weiterhin viel Freude an unserer Website.
Freundliche Grüsse
Ernst Rota
Lieber Herr Rota
Der Einsatz in irgendwelchen Gremien oder Organisationen bedeutet noch längstens nicht, dass man ein Kenner und Fachspezialist ist. Das führt uns die Politik tagtäglich vor.
Was würde wohl der verdiente, 2022 verstorbene em. Professor Dr. Ing Dr. hc Otmar Krettek vom Institut für Schienenfahrzeuge der RWTH Aachen zu dieser „Furzidee“ sagen?
Ach wie recht hat Paul Stopper à propos Umsteigefrei von Luzern nach Grindelwald die MOB hat in Zweisimmen gezeigt wie es geht.
Und dann kommt noch die unsägliche Grimselbahn dazu – welche ja als Mitauslöser der Erforschung reiner Adhäsionsbahnen amtet.
Die Idee eines vollen Adhäsionstriebwagens, z.B ABe 16/16 mag ja für eine Stichstrecke wie LZ-Engelberg ok sein. Wie stellt man sich hingegen den Glacier-Express vor ohne Zahnradantrieb? AsBse 28/28? Als Tw sicher teurer als die aktuellen Triebzüge – natürlich fällt aber die ganze Investition bei der Infrastruktur weg.
Affaire à suivre …
Mein Gott, so ein vielversprechender Unsinn!
Man vergleicht die Pöstlingbergbahn in Linz und die Strassenbahn in Lissabon mit der Brünigstrecke mit ca. 150 Promille und deren Züge. Das sind ja total andere Bahnsysteme, die für einen Vergleich nicht tauglich sind. Die Projektverantwortlichen sollten mal zu einem Augenschein dorthin fahren (bitte mit dem Zug nicht mit dem Auto). Den physikalischen Reibwert zwischen Rad und Schiene will man verbessern! Das dürfte schwieriger sein! Hingegen kann man ja die Technik zur Bewältigung desselben verbessern. Aber mit allen angetriebenen Achsen, Sander an jedem Rad und Magnetschienenbremsen in jedem Drehgestell ist der Aufwand sehr, sehr gross! Nur mit einem Zahnradantrieb hat man eine echte kraftschlüssige Verbindung zwischen Fahrbahn und Rad. Und wie soll der vereinfachte Zahnradantrieb für Dienstfahrzeuge beschaffen sein?
Ich denke man sucht händeringend vom alleinigen Zahnradfahrzeughersteller Stadler wegzukommen um bei Ausschreibungen auch andern Herstellern eine Chance zu geben. Es soll mehr Innovation geben (was und wo) und günstigere Preise (wieviel). Diese Seifenblasen werden sicher auch platzen!
Zum Schluss noch. Der FW-Triebwagen ist ja ein Gleichstromfahrzeug. Wie muss ich mir die Fahrten mit Wechselstrom am Brünig vorstellen?
Sehr geehrte Herren Furgler und Kohler, liebe Kollegen
Vielen Dank für Eure Kommentare und für das Interesse an unserer Website.
Darf ich etwas pauschal auf meine Antwort an Paul Stopper verweisen? Der potentielle Erfolg des Projekts müsste ja nicht auf die Schweiz beschränkt bleiben – er könnte weltweit von Nutzen sein.
Die steilsten Stellen zwischen Visp und Zermatt betragen 125 Promille, und zwischen Brig und Disentis 110 Promille. Theoretisch könnte das auch der Glacierexpress schaffen.
Und noch ein Wort zum Grimseltunnel, dem ich zwiespältig gegenüber stehe. Aber an einer kürzlichen Tagung von Avenir Mobilité zum Freizeit- und Tourismusverkehr wurde von einem Vertreter des ARE ausgeführt, dass der Freizeitverkehr 27 Prozent und der Tourismusverkehr 25 Prozent der gesamten Verkehrsleistung im öffentlichen Verkehr ausmachen. Mehr dazu gelegentlich auf unserer Website.
Nochmals vielen Dank für Ihre Kommentare.
Freundliche Grüsse
Ernst Rota
Ich danke meinen Vorrednern, die das Wesentliche bereits gesagt haben! Aus eigener Erfahrung kann ich noch folgendes dazu berichten: Die Dampfbahn Furka Bergstrecke besitzt seit Jahren eine Diesellok HGm 2/2, deren Zahnrad-/Adhäsionsantrieb nicht starr verkuppelt (wie eine HGe 4/4 I) sondern umschaltbar ist. Da sämtliche Bremssysteme in beiden Betriebsarten voll wirksam, ist es möglich, mit diesem Fahrzeug auch im reinen Adhäsionsantrieb in der Zahnstange zu fahren, ohne dass dies gefährlich wäre. Ich bin damit wie jeder der instruierten Lokführer auch schon in Adhäsion in der Zahnstange (bei der DFB meist zwischen 80 und 118o/oo) gefahren. In einer Steigung von 110o/oo ist dies ohne Anhängelast (also mit allachsigem Antrieb) gerade noch möglich, wenn die Schienen trocken sind. Jeder der Beteiligten hat auch schon die Erfahrung gemacht, dass es reicht, wenn zwei, drei Gräslein auf den Schienenkopf ragen: die Lok schleudert sofort. Folgt ein trockenes Stück, greifen die Räder gleich wieder und die Fahrt kann nach einem kurzen Geschwindigkeitseinbruch weiter gehen. Bleibt an schattigen Stellen jedoch Tau liegen oder es nieselt leicht, ist an eine vernünftige Fahrt kaum zu denken: es wäre mehr oder weniger dauerndes Sanden nötig (was diese Lok nicht kann). Ein weiterer Störfaktor ist, dass die Lok eine Spurkranzschmierung hat; sind die Spurkränze gut geschmiert kommt das Fett bis in die Kehle zwischen Lauffläche und Spurkranz, so läuft die Lok in engen Kurven mit dieser Kehle am Schienenkopf an, das führt sofort zur Reduktion der Adhäsion und die Lok schleudert ebenfalls.
Ein zuverlässiger Betrieb auf einer Bergstrecke in der freien Natur draussen wird damit nicht möglich sein, erst recht nicht auf 120o/oo am Brünig. Jede eingeklemmte Schneeflocke, fallendes Laub, Nebel oder Regen würde den Betrieb zum erliegen bringen.
Ich empfehle den Protagonisten zudem auch, das Fahrzeug nicht mit Spurkranzschmierung auszurüsten, damit der Spurkranz immer schön trocken ist. Damit vermindert sich die Adhäsion in den Kurven nicht und ein Schleudern kann vermieden werden – dafür erhöht sich dann der Spurkranz- und Schienenkopf-Verschleiss. Man könnt vielleicht sogar etwas Harz aufsprühen, damit es noch besser klebt?
Bedenkt man, dass die Zahnstange wie bereits erwähnt wurde für Dienstfahrten (Schneeräumung etc.) ohnehin weiter notwendig ist (man wird kaum einen allachsig angetriebenen Langschienenzug, Schotterwagen, Kranwagen, etc. beschaffen wollen) und wird sich bewusst, dass man z.B. bei der MGB einen allachsig angetriebenen Glacier-Express-Triebzug benötigen würde, dann wird klar, dass zwar der Verschleiss der Zahnstange gesenkt werden könnte, die ganzen Kosten für deren Bau jedoch bleiben. Diese Kosten werden einfach auf weniger Züge umgelegt, die dann damit ungemein teuer werden.
Per saldo wird man schliesslich darauf kommen, dass Einzelfälle möglich wären: so könnte man z.B. den 100o/oo-Abschnitt Giswil – Kaiserstuhl mit Regionaltriebzügen ohne Zahnradantrieb befahren. Das würde z.B. erlauben, Lungern in Tagesrandzeiten mit der S5 zu bedienen.
Dasselbe gälte für die MGB: man könnte Brig -Fiesch (-Oberwald / Andermatt) mit Adhäsionsfahrzeugen fahren, da die Steigungen dort maximal 90o/oo betragen; das geht gerade noch. Da es weder im Mattertal noch am Oberalppass geht, ist die Einsparung jedoch gering.
Diese Studie ist ein reiner wissenschaftlicher Leerlauf zur Selbstbefriedigung mit minimalem praktischem Nutzen, den man auch mit geringerem Aufwand hätte haben können. Der „Versuchsträger“ hat auf der DFB schon lange existiert und hätte ohne Umbau für Testfahrten verwendet werden können. Es ist erschreckend, in welchen Unsinn man überall Geld hinein steckt. Es hat offensichtlich jemand gefehlt, der hier die Reissleine gezogen hat.
Ich gehe hier bewusst nicht auf die bisher geäusserten Meinungen ein.
Wenn also bei diesem Projekt durch besser ausgenützten Kraftschluss (=Adhäsion) bisher verwendeter Formschluss (=Zahnrad/-stange) ersetzt werden soll, ist es also wichtig die bessere Haftreibung der Räder nicht durch Schlupf in die schlechtere Gleitreibung zu bringen.
Da bei der geringen Geschwindigkeit von Bergbahnen der Sinuslauf belanglos scheint, wäre bei den geringen Kurvenradien ein limited slip Differentialgetriebe im Radsatz vermutlich sinnvoll, um so Schlupf durch die Wegdifferenz in Kurven zu vermeiden.
Wenn eine Magnetschienenbremse bei einer reinen Adhäsionsstrecke mit starkem Gefälle mehr als nur eine Notbrems- sondern auch eine eine Stillstand-Haltefunktion haben soll, müsste sie grundsätzlich so modifiziert werden, dass sie auch noch dann funktioniert, wenn die bordeigene Stromversorgung (Akkus) ausfällt.
Z.B. mit Permanentmagneten, deren Magnetfeld während des normalen Fahrbetriebes mittels des Gegenfeldes von Elektromagneten aufgehoben wird.
Lieber Hans
Vielen Dank für Deine beiden Kommentare und für Dein Interesse an unserer Website.
Ein Freund von mir – er ist promovierter Physiker ETH und war viele Jahre Professor an einer Fachhochschule – hat sich gefragt, ob die Züge nicht mittels Linearmotoren angetrieben werden könnten. Was meinst Du als Fachmann dazu?
Ich wünsche Dir weiterhin viel Freude an fokus-oev-schweiz.
Freundliche Grüsse
Ernst Rota