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eb - Elektrische Bahnen Internationalisierung - Herausforderung und Chancen (Vorschau)

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B 2580

3/2012

Elektrische

Bahnen

März

Elektrotechnik

im Verkehrswesen

Standpunkt

Internationalisierung

Herausforderung und Chance

Fokus

Thema

Konzepte elektrischer Antriebsausrüstungen

für Betrieb ohne Oberleitung

Report

Auszeichnung für SBB-Zweifrequenzlokomotive

Forum

Normen und Vorschriften als unfehlbare Grundlage

für Messdienstleistungen?

Betrieb

Elektrischer Betrieb bei der Deutschen Bahn

im Jahre 2011

Fahrzeuge

Mechatronische Fahrzeug-Wankkompensation

und Radsatzsteuerung

Magnetbahnen

Magnetbahnentwicklung –

Historie und heutige Marktchancen


WISSEN für die ZUKUNFT

Mit vielen, bisher

unveröffentlichten Bildern

Wechselstrom-

Zugbetrieb

in Deutschland

Band 2: Elektrisch in die

schlesischen Berge – 1911 bis 1945

Eine einzigartige, chronologische Beschreibung der Entwicklung

der Triebfahrzeuge, Bahnstromversorgungs- und Fahrleitungsanlagen

sowie des Werkstättenwesens dieser Zeit

Bereits mit der Aufnahme des elektrischen Zugbetriebs war klar, dass

die Technik mit Einphasen-Wechselstrom ihre Tauglichkeit auch unter

schwierigen topografi schen Bedingungen unter Beweis stellen sollte.

Die Teststrecke Lauban – Königszelt wies alle Eigenschaften einer Gebirgsbahn

auf. Nachdem die Mittel zur Elektrisierung genehmigt waren,

begann eine stürmische Entwicklung, die durch den Ersten Weltkrieg

unterbrochen wurde. In den zwanziger Jahren wurde das Engagement

fortgesetzt, das zum Erfolg der elektrischen Traktion in Deutschland beigetragen

hat. Die Betriebserfahrungen sowie deren technische Umsetzung

prägten die Entwicklung von Fahrzeugen, Oberleitungen und

anderen Einrichtungen der elektrischen Zugförderung der Deutschen

Reichsbahn.

Dieses Werk veranschaulicht ein Stück Zeitgeschichte und beschreibt

die Zusammenhänge zwischen den technischen, wirtschaftlichen sowie

gesellschaftlichen und politischen Entwicklungen dieser Epoche.

P. Glanert / T. Scherrans / T. Borbe / R. Lüderitz

1. Aufl age 2011, ca. 300 Seiten mit CD-ROM, Hardcover

CD-ROM

mit ausführlichem

Zusatzmaterial

Oldenbourg Industrieverlag

www.eb-info.eu

Sofortanforderung per Fax: +49 (0) 201 / 820 02 - 34 oder im Fensterumschlag einsenden

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___ Ex. Wechselstrom-Zugbetrieb in Deutschland – Band 2

1. Aufl age 2011, ISBN: 978-3-8356-3218-9

Normalpreis: € 49,90 (zzgl. Versand)

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WZD2eb2011

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Standpunkt

Internationalisierung

Herausforderung und Chance

D

as Eisenbahnsystem in Europa ist bunter

geworden, der Eisenbahnverkehr wird

über Ländergrenzen hinweg stärker

ver netzt. Eine Vielzahl von Eisenbahnverkehrs

unternehmen (EVU) als Betreiber von Zügen

verkehren auf den Streckennetzen und es ist absehbar,

dass diese Entwicklung nicht nur in einigen

wenigen Staaten stattfindet, auch vormals geschlossene

Märkte beginnen sich zu öffnen. Zwar waren

die Eisenbahnen schon immer ein internationales

Verkehrsmittel, legendäre Schnellzüge verbanden

bereits zu Beginn des letzten Jahrhunderts die europäischen

Metropolen und auch in Zeiten starker politischer

Spannungen fand internationaler Eisenbahnverkehr

statt. Auch in diesen Zeiten war es möglich,

über Grenzen hinweg das eisenbahntechnische

Regel werk als Grundlage für europäischen Verkehr

weiterzuentwickeln.

Aber erst die europäische Integration der letzten

Jahre schafft den Rahmen für eine wirkliche Internationalisierung,

für ein gemeinsames europäisches

Eisenbahnsystem. Und der Markt hat auf die damit

verbundenen Chancen bereits reagiert: Betreiber

gründen ausländische Tochterunternehmen und

Hersteller von Eisenbahnfahrzeugen entwickeln

europäische Fahrzeugplattformen, nach gleichen

Regeln gebaut und hoffentlich in Zukunft auch

nach gleichen Regeln zugelassen.

Diese Tendenzen beeinflussen natürlich auch die

Ingenieurdienstleister im Eisenbahnsektor. Es sind

diese Unternehmen, die die Betreiber bei der technischen

Betreuung ihrer Produktionsmittel unterstützen,

die die Hersteller auf dem anspruchsvollen Weg

von der Idee bis zur Zulassung begleiten, die Konstruktionsleistungen

erbringen, prüfen, testen und das

Zulassungsmanagement durchführen. Auch für diese

Unternehmen stellt die Internationalisierung eine

Herausforderung dar, bietet aber auch hervorragende

Chancen an der weiteren Internationalisierung des Eisenbahnsystems

in Europa mitzuwirken. Zulassungs-

untersuchungen sind immer mehr ein

europäischer Vorgang, Prüfungen werden

in mehreren Ländern durchgeführt,

es gilt nicht lokale, sondern europäische

Fahrzeugflotten zu betreuen. Und so ist

es nur folgerichtig, dass sich auch die

Ingenieurgesellschaften international

aufstellen und über europäische Niederlassungen

oder Tochterunternehmen

ihre Kunden in ganz Europa begleiten.

Für den Eisenbahnsektor bietet diese

Ausrichtung eine einmalige Chance:

Die Vielfalt der technischen und betrieblichen

Anforderungen und Lösungen

wird transparent und verfügbar, das

eisenbahntechnische Knowhow wird

entscheidend erweitert – zum Nutzen von Betreibern

und Herstellern.

Was beschreibt diese Tendenz besser als die Entwicklung

der DB Systemtechnik. Hervorgegangen

aus den Zentral ämtern und den Versuchsanstalten

der beiden deutschen Staatsbahnen wurde das

technische Kompetenzzentrum der Deutschen Bahn

jüngst als eigenständige Gesellschaft ausgegliedert

und ist durch die Übernahme der britischen Gesellschaften

Engineering Support Group (ESG) und

Railway Approvals (RAL) nun auch in Großbritannien

und in Frankreich vor Ort präsent – bereit für die

Anforderungen der Zukunft.

Ihr

Hans Peter Lang

Vorsitzender der Geschäftsführung

DB Systemtechnik

110 (2012) Heft 3

57


Inhalt

3 / 2012

Elektrische

Bahnen

Elektrotechnik

im Verkehrswesen

Standpunkt

Hans Peter Lang

57 Internationalisierung

Herausforderung und Chance

Fokus

Thema

St. Fassbinder

60 Konzepte elektrischer Antriebsausrüstungen

für Betrieb ohne Oberleitung

Report

U. Behmann

66 Auszeichnung für SBB-Zweifrequenzlokomotiven

Forum

M. Deutzer

68 Normen und Vorschriften als unfehlbare

Grundlage für Messdienstleistungen?

Titelbild

Overhead railway

© Ssuaphoto


Inhalt

Hauptbeiträge

Betrieb

Nachrichten

112 Bahnen

116 Unternehmen

117 Energie und Umwelt

117 Berichtigungen

76 Elektrischer Betrieb bei der Deutschen

Bahn im Jahre 2011

Electric operation of Deutsche Bahn in 2011

Traction électrique à la Deutsche Bahn en 2011

Fahrzeuge

118 Produkte und Lösungen

118 Kommentare

120 Impressum

U 3 Termine

D. Kraft R., Schneider,

96 Mechatronische Fahrzeug-Wankkompensation

und Radsatzsteuerung

Mechatronic vehicle roll compensation and

wheelset control

Système mécatronique de compensation du

dévers et de guidage de bogie

Magnetbahnen

E. Fritz, M. Witt,

102 Magnetbahnentwicklung – Historie und

heutige Chancen

Maglev train development – history and

today‘s marketing chances

Développement du train à sustentation

magnétique – histoire et chances actuelles

sur le marché


Fokus Thema

Konzepte elektrischer Antriebsausrüstungen

für Betrieb ohne Oberleitung

Hohe Energiekosten und komplexe Einsatzbedingungen stoßen die Entwicklung ungewöhnlicher

Antriebskonzepte bei Lokomotiven und Triebzügen an. In mehreren Bereichen könnte dabei der

Traktions-Akkumulator wieder eine wesentliche Rolle spielen.

Die ab Dezember 2011 bei der Deutschen Bahn (DB)

geltenden Fahrpreiserhöhungen sind in den Medien

unter anderem mit gestiegenen Energiepreisen

begründet worden. So stellt sich für Betreiber und

Kunden die Frage, ob die Bahnen nicht durch gezielte

traktionsseitige Maßnahmen die Energiekosten

selbst dämpfen könnten.

Ein großer Schritt zu mehr Wirtschaftlichkeit und

zugleich besserer Umwelt-Verträglichkeit im Bahnverkehr

ist traditionell die Elektrifizierung. Von den

im Bereich der DB in 2011 eingesetzten elektrischen

Triebfahrzeugen (Tabelle 1) sind die modernen

TABELLE

Anzahl und durchschnittliches Alter der elektrischen DB-Triebfahrzeuge

in 2011 ohne und mit Fähigkeit der Rückspeisung

von Bremsenergie.

nicht rückspeisefähig

Anzahl Alter

rückspeisefähig

Anzahl Alter

Lokomotiven 1 324 36 1 086 15

Triebzüge 167 30 1 196 12

gesamt 1 491 33 2 282 13

Bild 1: Entwicklung des Bestandes an DB-Triebfahrzeugen ohne und mit Rückspeisefähigkeit

in den letzten Jahren (Grafik: Stefan Fassbinder).

Baureihen (BR) mit rund 2 300 Stück zudem bereits

dafür ausgerüstet, die beim elektrodynamischen

Bremsen erzeugte Energie [1] über den Bedarf im

eigenen Bordnetz hinaus in das Netz zurückzuliefern

(Bild 1). Abhängig von der Häufigkeit der notwendigen

Bremsvorgänge und anderer Bedingungen

im Einsatzprogramm lassen sich dadurch, übrigens

zunehmend auch in neueren Netzen von Straßenoder

Stadtbahnen, Energiekosteneinsparungen im

Bereich von etwa einem Drittel bis zur Hälfte erzielen.

Rund 1 500 durchschnittlich schon 33 Jahre alte

Triebfahrzeuge sind dafür noch nicht eingerichtet

[2; 3], ebenso naturgemäß die Dieseltriebfahrzeuge.

43 % der Bahnstrecken in Deutschland, die nur etwa

15 % des gesamten Verkehrs tragen, müssen weiter

ohne Oberleitung und damit ohne elektrischen Betrieb

auskommen, bislang jedenfalls.

Nicht von der Hand zu weisen ist, dass Energieund

Umweltschutzdiskussionen zum Bahnverkehr

auch in Richtung der Elektrifizierung des Individualverkehrs

ausstrahlen. Das Prinzip, beim Bremsen

gewonnene elektrische Energie weiter zu nutzen,

findet sich tatsächlich auch bei der Entwicklung

von vollelektrischen oder so genannten Hybrid-PKW.

Wenngleich das Wort Hybrid ein ungenauer Begriff

ohne Aussagewert zum beabsichtigten Nutzen ist,

beschreibt es doch das wesentliche Merkmal: Teilsysteme

ergänzen sich zu einem funktional geschlossenen

Ganzen; auf Fahrzeugtraktion bezogen, wird die

Hauptantriebsausrüstung durch eine andersartige

Traktionsanlage ergänzt.

Als Hauptmotiv für Hybrid-Autos wird die Zielsetzung,

Energie zu sparen, genannt. Für die Aufnahme

der Bremsenergie fehlt ein externes Rückspeisenetz,

sodass ein Energiespeicher, in den meisten Fällen

ein Akkumulator, mitzuführen ist. Trotz einiger Euphorie

auf diesem Gebiet stehen solche und artreine

Elektrofahrzeuge allerdings keineswegs bereits kurz

vor der Marktreife. Ein Elektrokleinwagen kostet im

Vergleich zu einem konventionellen derzeit etwa das

Dreifache und muss daher rund 475 000 km weit

fahren [4], bis er sich amortisiert hat. Dann aber

hat der Akkumulator 3 000 Ladezyklen und damit

bereits seine nutzbare Lebensdauer hinter sich. An

diesen Verhältnissen wird sich in absehbarer Zeit

wenig ändern.

Die Entwicklung eilt dennoch in Riesenschritten

weiter. Auf der eCarTec, der internationalen Messe

60 110 (2012) Heft 3


Thema Fokus

für Elektromobilität im Oktober 2011 in München,

präsentierte ein europäischer Hersteller vergleichsweise

leistungsstarke Elektro-PKW-Modelle mit einer

Reichweite von 185 km. Jüngste politische Initiativen

in Deutschland für die E-Mobilität im Januar 2012

richten sich vorrangig auf den Kfz-Verkehr. Aus energetischer

Sicht verwundert dies; denn Elektrowagen

werden nach heutigem Stand und anders als noch

vor einigen Jahren eingeschätzt wie die konventionellen

Autos letztlich auf Primärenergie fossilen

Ursprungs zugreifen müssen. Und der Nachteil des

vergleichsweise hohen Energiebedarfs gegenüber

Schienenfahrzeugen wegen des in der Größenordnung

zehnmal höheren Rollwiderstandes bleibt unvermeidlich

bestehen.

Möglicherweise laufen unabhängig hiervon die

Entwicklungen weiter zu Antriebskonzepten, die

auch bei Schienenfahrzeugen zukunftsfähig sein

können. Im Vordergrund sind dabei die hinsichtlich

der Energiebereitstellung physikalisch ähnlichen

Brennkrafttriebfahrzeuge zu sehen, für die vergleichbare

Konzepte konkret verfügbar sind und im

Sinne einer Hybrid-Ausrüstung umgesetzt werden

können. Auf dieser Basis ließe sich allerdings auch

die Antriebsausrüstung elektrischer Triebfahrzeuge

auf neue Einsatzbereiche erweitern. Bei dieser

Gelegenheit kommt dann, wie gezeigt werden

wird, das eine oder andere recht ungewöhnliche

Konzept zum Tragen mit dem Ziel, Energiekosten

zu begrenzen.

Varianten künftiger Konzepte für

Antriebsausrüstungen

Von der Entwicklung der Energiekosten her wäre an

sich ein Run zu weiterer Elektrifizierung von Strecken

zu erwarten. Dagegen steht allerdings der Mittelbedarf

für die Investitionen. Zukunftsfähige Antriebskonzepte

sollten daher mit zu energieoptimaler Traktion

beitragen. Eine besondere Bedeutung gewinnen

dabei Hybrid-Systeme; sie lassen sich in den derzeit

erkennbaren Trends wie folgt gliedern:

• Triebfahrzeuge ohne Speicher mit Hybrid-Ausrüstung

für Sonderfälle

• Triebfahrzeuge mit Traktions-Akkumulatoren als

Speicher

– Dieseltriebfahrzeuge mit Akkumulator

– elektrische Triebfahrzeuge mit Akkumulator

– artreine Akkumulator-Fahrzeuge

Sie werden im Folgenden nach derzeitigem technischem

Stand beispielhaft skizziert. Zu den Hybrid-Triebfahrzeugen

mit Speicher sind auch solche

zu zählen, die anstelle eines Akkumulators mit

Schwungrad- oder Super-Cap-Speicher ausgerüstet

sind; sie werden hier wegen ihrer vergleichbaren

Funktion nicht gesondert behandelt.

Hybrid-Antriebskonzepte ohne

Speicher

Von separat steuerbaren Dieselmotoren

gespeister elektrischer Lokomotivantrieb

Naturgemäß sind Dieseltriebfahrzeuge von vornherein

für oberleitungsunabhängigen Betrieb bestimmt.

Traktionstechnisch begrenzen sich ihre Entwicklungsmöglichkeiten

traditionell auf das Anordnungsprinzip,

dass ein Dieselmotor, bei Triebzügen auch in Mehrfachtraktion,

jeweils mit hydraulischer, elektrischer

oder mechanischer Kraftübertragung zusammenwirkt.

Tatsächlich findet sich aber auf dem Markt jetzt

doch eine konstruktive Neuerung bei Lokomotiven:

Bei der TRAXX DE ME sind vier Dieselmotoren installiert,

die während des Betriebes einzeln zu- und

abschaltbar sind und im Rahmen der elektrischen

Kraftübertragung dynamisch gesteuert werden können.

Damit lässt sich die generatorisch verfügbare

Speiseleistung in Stufen weitgehend an den momentanen

Bedarf an Traktionsleistung der elektrischen

Fahrmotoren anpassen, was den Kraftstoffverbrauch

senkt [5].

Der Ansatz dieser hybrid-ähnlichen Lösung ist

interessant: Denn moderne Dieselmotoren weisen

zwar einen Wirkungsgrad von über 40 % auf, jedoch

bezieht sich diese Angabe auf ihren Nennbetriebspunkt,

den sie oft nur kurz fahren, sodass sie bis zu

95 % ihrer Betriebszeit bei Teillast oder im Leerlauf

verbringen. Der damit verbundene systembedingte

Mehrverbrauch an Kraftstoff kann durch das neue

Konzept reduziert werden.

Die gesamte Nennleistung der neuen TRAXX DE

ME wird mit nur 2 252 kW angegeben. Anstelle zum

Beispiel einer elektrischen Lokomotive der BR 146

wären also mindestens zwei der neuen Diesellokomotive

einzusetzen.

Elektrotriebfahrzeuge mit Dieselmotor

Eine weitere neue Meldung kündet sozusagen von

einer Elektrolokomotive mit eingebauter Rangierlokomotive

[6]. Gemeint ist die TRAXX Last Mile; die „letzte

Meile“ könne die neue Lokomotive mit einem kleinen

Dieselmotor überwinden, der am Rad noch 180 kW

leistet. Zwar soll mit dieser Leistung die volle Zugkraft

von 300 kN erreicht werden, doch natürlich nur bis

zu gut 2 km/h. Das ist sehr wenig; allerdings wird oft

nicht die maximale Zugkraft benötigt und daher eine

höhere Geschwindigkeit möglich. Trotzdem bleibt

der Einsatz dadurch auf Sonderfälle begrenzt.

Zu bedenken sind dabei weitere Auswirkungen:

Der Dieselmotor bringt zusätzlichen Instandhaltungsaufwand

mit sich und die Lokomotive muss

mobil oder stationär betankt werden. Der Aufpreis

für das neue Ausstattungsmerkmal wird mit etwa

110 (2012) Heft 3

61


Fokus Thema

10 % angegeben [7]. Dafür würde man alternativ

auch eine etwa 300 kWh große Speicherkapazität für

elektrischen Rangierbetrieb bekommen, die deutlich

länger als eine Stunde die volle Leistung des Dieselmotors

ersetzen könnte.

Im Personennahverkehr mit elektrischen Triebzügen

gibt es Versuche und inzwischen auch einzelne

Netze im Regelbetrieb mit Hybrid-Systemen. Gemeint

sind an dieser Stelle solche Antriebssysteme,

bei denen Dieselmotoren die elektrische Antriebausrüstung

ergänzen. Damit lassen sich beispielsweise

Straßenbahnnetze durch oberleitungslose Abschnitte

erweitern, eine Lösung, bei der allerdings offenkundig

ein anderer Vorteil als die Energiekostenersparnis

im Vordergrund steht.

Antriebskonzepte mit Akkumulator

als Speicher

Nahverkehrs-Dieseltriebzüge mit Traktions-

Akkumulator

Sofern Linien des Nahverkehrs elektrifizierte Bahnstrecken

nur wenig berühren, könnte als Alternative

zu reinen Dieseltriebzügen wie beispielsweise

der BR 643 (Bild 2) ein vernünftig konzipiertes

Diesel-Hybrid-Fahrzeug eine Brücke bilden. Das

können insbesondere Triebzüge mit Speicher sein.

Statt des direkten Durchtriebs von den beiden

Dieselmotoren über Getriebe, Gelenkwellen und

Radsatzgetriebe auf die Treibradsätze wäre dazu

ein Antrieb mit Elektromotoren samt Umrichter

einzusetzen, beide für die volle Traktionsleistung

bemessen. Hinzu kämen zwei Maschinensätze aus

Dieselmotor und Generator, die beide nur für die

gemittelte Leistung aus Traktionsleistung abzüglich

Brems-Rückspeiseleistung zuzüglich Hilfsbetriebeleistung

ausgelegt sein müssten. Zwischen den

Generator und den elektrischen Antrieb wäre ein

Akkumulator einzufügen; er müsste nur einen Teil

derjenigen Kapazität haben, die er als Speicher für

die während der Fahrt alleinige Energieversorgung

nötig hätte.

Für ein Fahrzeug wie der BR 643, das von zwei

Motoren zu je 315 kW angetrieben wird, sollte je ein

PKW-Dieselmotor von 66 kW ausreichen. Diese Dieselmotoren

würden ständig am optimalen Betriebspunkt

mit der Aufgabe laufen, den Akkumulator

nachzuladen, der die volle Traktionsleistung liefert.

Den zweiten Generatorsatz kann man gegebenenfalls

abschalten, insbesondere wenn die Klimaanlage

nicht in Betrieb ist. Die Nutzbremsung wäre

in vollem Umfang gegeben. Wärme für die Heizung

würde kontinuierlich produziert. Der Dieselmotor

könnte zu diesem Zweck, wenn örtlich zulässig, automatisch

oder ferngesteuert rechtzeitig vor Antritt

der Fahrt angelassen werden, damit der Zug bereits

warm ist, wenn die ersten Fahrgäste zusteigen.

Gleichzeitig würde der teilentladene Akkumulator

geladen. Natürlich ließe sich auch eine stationäre

Ladevorrichtung einsetzen.

Das Hybrid-Fahrzeug benötigt nur eine vergleichsweise

kleine Speicherkapazität; so bleibt

genügend Platz für Generator, PKW-Dieselmotor

und die übrige Ausrüstung, nachdem die komplizierten

Getriebe und die beiden deutlich größeren

Ursprungsmotoren entfallen. Es verbraucht bei

permanentem Vollgas-Betrieb stündlich etwa 20 l

Kraftstoff. Geht man davon aus, dass im Nahverkehrsbetrieb

in der Stunde 40 km weit gefahren

wird, so ergibt dies eine Kraftstoff-Ersparnis von

grob 50 % oder 0,5 l/km, nachdem die konventionelle

BR 643 mit dieser Kraftstoffmenge nur 20 km

weit kommt.

Fernverkehrs-Dieseltriebzüge mit Traktions-

Akkumulator

Bild 2: Dieseltriebwagen BR 648 als Beispiel für einen Zug, dessen Antriebskonzept auf ein

Diesel-Hybrid-Konzept mit Akkumulator erweitert und in dieser Form mit allerdings einigem

Aufwand durch Umrüstung der Züge oder zu gegebener Zeit bei Nachfolgefahrzeugen realisiert

werden könnte. (Foto: Erich Westendarp/Pixelio).

Ein solches Dieselfahrzeug mit Akkumulator-Speicher

muss nicht auf den Nahverkehr beschränkt bleiben.

Es gibt bei der DB seit dem Jahr 2000 wieder Dieseltriebzüge

des Fernverkehrs, die BR 605. Es handelt

sich um einen 4-teiligen ICE-Triebzug mit Neigetechnik

für 200 km/h, angetrieben von vier Dieselmotoren

zu je 560 kW. Die 19 Züge führen bisher

aus mehreren Gründen ein eher glückloses Dasein.

Heute bedient ein Teil dieser Züge die großenteils

elektrifizierte Strecke (Bild 3) von Berlin über

Hamburg nach Kopenhagen, während die meisten

anderen im Depot stehen. Die Tour nach Dänemark

verläuft von Berlin bis Hamburg flott und ohne

Zwischenhalt, von dort an mit größtenteils eher gemächlichem

Tempo und wenigen Halten. Der Kraftstoffverbrauch

sollte dadurch gesenkt werden, wird

62 110 (2012) Heft 3


Thema Fokus

aber immer noch mit etwa 3 l/km angegeben. Damit

liegen die Kraftstoffkosten bei 1 800 EUR für eine einfache

Fahrt! So viel bezahlen auf Normalpreisbasis

rund 13 Reisende, die also schon allein zur Deckung

der Kraftstoffkosten bei insgesamt 195 Sitzplätzen an

Bord sein müssen.

Gerade diese Fahrzeuge würden sich für einen

Umbau als Versuchszüge mit Akkumulator-Speicher

anbieten: Sie sind mit dieselelektrischem Antrieb

ausgestattet, verfügen also bereits über elektrische

Fahrmotoren und Umrichter, und standen, mehrere

Jahre außer Dienst gestellt, erfolglos zum Verkauf,

wofür als Grund unter anderem auch die Kraftstoffkosten

angeführt werden.

Für einen Umbau läge nahe, zwei oder drei der

vier Dieselaggregate ganz auszubauen und den Platz

zum Einbau von Akkumulatoren zu nutzen. Diese

würden, von verbliebenen Aggregaten geladen, die

elektrische Antriebsausrüstung speisen.

Diese BR könnte so zu einem Vorzeigeobjekt der

DB in Sachen Umweltschutz und Energiekosten-

Einsparung werden und sich dabei auch bezahlt machen.

Womöglich fänden sich nun auch Käufer für

einige der Züge. Vielleicht würde der neue Zug gar

als Industrieprojekt neu aufgelegt und in größeren

Stückzahlen gezielt für den Export gebaut.

Diesel-Rangierlokomotive mit Traktions-

Akkumulator

Ein weiteres Anwendungsgebiet für einen Antrieb

mit Akkumulator-Speicher wäre der Verschiebedienst,

also Rangierlokomotiven. Kaum irgendwo

anders verbringen Verbrennungsmotoren einen so

großen Teil ihrer Betriebszeit im Leerlauf oder Teillastbereich

und verbrauchen unnötig Kraftstoff;

dagegen wäre die gelegentliche Abforderung großer

Zugkräfte über kurze Zeit einem Elektromotor

zusammen mit einem Akkumulator wie auf den

Leib geschrieben.

In den USA wurde kürzlich eine Rangierlokomotive

mit Blei-Akkumulatoren (Pb-Akku) herausgebracht

[8]. Das Blei dient hier gleichzeitig als Ballast,

der ansonsten bei Rangierlokomotiven oft gezielt

eingebracht wird.

In Europa bestehen hier ebenfalls mehrere vernünftige

Ansätze für einen Hybrid-Antrieb auf Basis

reichlich bemessener Akkumulator-Kapazität. Nach

fünf Jahren Entwicklungszeit wurde eine Rangierlokomotive

mit Hybrid-Antrieb auf der Innotrans 2010

vorgestellt (Bild 4); sie wird zu einem Preis um etwa

1,6 Mio. EUR angeboten. Dabei handelt es sich um

eine umgebaute sehr alte Lokomotive aus damaligem

DR-Bestand. Sie wurde von Grund auf renoviert

und mit Nickel-Cadmium-Akkumulatoren ausgerüstet,

die gegenüber Li-Ionen-Akkumulatoren (Li-Akku)

nicht nur am Investitionsvolumen sparen, sondern

auch gewünschtes zusätzliches Gewicht einbringen.

Gleichzeitig wurde die Leistung des Dieselmotors

deutlich reduziert.

Interessant ist, dass der Motor erst dann anspringt,

und zwar automatisch, wenn die Akkumulator-Ladung

zur Neige geht. Ohne diese Zwangsschaltung

könnten die Lokomotivführer dazu neigen, den Motor

vorsichtshalber eben doch in gewohnter Manier

dauernd laufen zu lassen, nachdem sie den Kraftstoff

nicht bezahlen müssen, aber Ärger bekommen,

wenn die Lokomotive nicht fährt.

So aber werden 40 %, teilweise je nach Quelle

und natürlich abhängig von der Betriebsart unter

dem Strich bis zu 50 % Kraftstoff-Einsparung angegeben.

Die Amortisationszeit soll bei der für Rangierlokomotiven

typischen Betriebsweise etwa fünf

Jahre betragen.

Elektrische Hochleistungslokomotiven mit

Traktions-Akkumulator

Die oben bereits aufgeführten elektrischen Lokomotiven

TRAXX Last Mile mit Dieselmotor sind für

Sonderfälle im Güterverkehr gedacht, bei denen es

wichtig ist, dass ein elektrisch betriebener Zug autark

auch Rangierdienste verrichten soll. Sie können

nach Ausführungen des Herstellers Bombardier für

Fahrten in oberleitungslosem Rangiergelände anstelle

des Dieselmotors alternativ auch einen Energiespeicher,

beispielsweise einen Traktions-Akkumulator

mit Hochleistungszellen, erhalten. Dieser wäre, da er

unterwegs geladen wird, für den Einsatz parat, wo

immer er gebraucht wird.

Bild 3: Dieseltriebzug BR 605, dessen Antriebsausrüstung sich für die Umrüstung auf ein

Hybrid-Konzept mit Akkumulatorspeicher anbietet (Foto: Sebastian Terfloth/Wikipedia).

110 (2012) Heft 3

63


Fokus Thema

Elektrische Triebzüge mit Traktions-

Akkumulator

Die aus den Ballungsräumen der größeren Städte

hinaus ins Umland führenden Nahverkehrslinien

sind in vielen Fällen nur stadtnah elektrifiziert. Für

umsteigefreien Betrieb werden sie daher meistens

mit Dieseltraktion bedient; die Züge fahren längere

Streckenabschnitte unter einem Fahrdraht, den sie

nicht benutzen, bevor sie dann auf die nicht elektrifizierten

Nebenstrecken abbiegen. Zu dieser traktionstechnischen

Inkonsequenz können beispielsweise

elektrische Triebwagen mit Traktions-Akkumulator

Abhilfe schaffen. Unter dem Fahrdraht und beim

Bremsen würden die Akkumulatoren aufgeladen,

damit sie auf oberleitungsfreien Abschnitten Energie

liefern können. Auch während des Aufenthalts am

stadtnahen Endbahnhof der Linie könnte nachgeladen

und elektrisch geheizt werden.

Die im Grundsatz teure und schwere Akkumulator-

Kapazität ließe sich im Extremfall auf den Teil vermindern,

der dem Bedarf an Energie lediglich für die

anschließende Fahrt ohne Stromabnehmer entspricht.

Andererseits bräuchte, wenn der Akkumulator gleichsam

als Puffer für ständige „Mitarbeit“ bemessen wird,

der Transformator nicht notwendigerweise für die

Spitzenleistung des Fahrzeugs ausgelegt zu werden.

Zumindest ein Anfang in die elektrische Zugförderung

auf nicht elektrifizierten Strecken wäre damit gemacht.

Das Konzept elektrischer Traktion mit zusätzlichem

Akkumulator kann auch in Fällen in Betracht

kommen, bei denen eine Verlängerung von Straßenbahn-,

Stadtbahn- und S-Bahn-Linien auf nicht elektrifizierten

Abschnitten ansteht. In grenznahen Gebieten

könnte eine solche Traktionslösung Alternative zu

grenzüberschreitenden Zweisystem-Triebzügen sein.

Artreine Akkumulator-Triebzüge

Bei dem derzeit weit verbreiteten Bestreben, neue

Traktionskonzepte gerade auch für nichtelektrifizierte

Bild 4: Rangierlokomotive mit Hybrid-Antrieb aus Diesel-Generator und Traktions- Akkumulator,

von Alstom vorgestellt auf der Innotrans 2010 in Berlin (Foto: Stefan Fassbinder).

Strecken zu finden, erstaunt, dass Triebzuglösungen

mit einem Akkumulator als auf der Strecke alleinigem

Energielieferanten bisher offenbar nicht vorkommen.

Dabei gab es, zuletzt von 1955 bis 1995, bei der Deutschen

Bundesbahn die Triebzüge BR 515 mit Pb-Akku

einer Kapazität von 350 bis 550 kWh, je nach Serie. Sie

fuhren damals bei maximal 100 km/h bis zur nächsten

Aufladung immerhin schon rund 300 km weit.

Der Verbrauch an elektrischer Energie errechnet

sich hieraus zu sehr bescheidenen 1,2 bis 1,8 kWh/km.

Mit einem pauschalen Wirkungsgrad für Erzeugung

und Verteilung des Stroms von nur 33 % gerechnet,

entspräche dies 0,5 bis 0,75 l Dieselkraftstoff für den

Betrieb zum Beispiel eines Blockheizkraftwerks zur

Erzeugung des Stroms, mit dem das Elektrofahrzeug

1 km weit käme. Das ist knapp die Hälfte dessen,

was beispielsweise bei gleicher Sitzplatz-Kapazität,

wenn man der BR 515 den zugehörigen Steuerwagen

BR 815 beifügt, die BR 611 und 612 benötigen.

Noch ohne stufenlose Stromrichterregelung und

ohne Rückspeisefähigkeit, sondern mit Anfahrwiderstand,

verliehen die zwei Fahrmotoren zu je 150 kW

Stundenleistung allerdings dem bleischweren Fahrzeug

natürlich nicht die Fahrdynamik, die man mit

Energie aus dem Oberleitungsnetz auch damals

schon gewöhnt war. Die unzureichende Beschleunigungs-

und Steigfähigkeit, die zu geringe Reichweite,

das erreichte Fahrzeugalter und der Aufwand

samt dem Platzbedarf für die Batterie-Instandhaltung

waren schließlich Auslöser für die Einstellung

des Betriebes der BR 515. Ein Nachfolger blieb bei

dem gegebenen technischen Stand außer Betracht.

Die heutigen Verhältnisse ermöglichen mit der

Lithium-Ionen-Technologie entscheidend höhere

Batteriekapazitäten und lassen daher die Einsatzmöglichkeit

reiner Akkumulator-Fahrzeuge in neuem

Licht erscheinen.

Dieser Batteriestandard hat im Kraftfahrzeugbereich

bereits Fuß gefasst. Baut man auf dem Wissen

aus dieser Anwendung auf, lässt sich in Gedanken

ein neuer Akkumulator-Triebwagen nach modernsten

Erkenntnissen entwerfen. Als Referenz diene

das Paradepferd des elektrischen Straßenverkehrs,

der imposante zweisitzige Elektro-Sportwagen Tesla

Roadster, kurz Tesla, wie folgt:

Mit 55 kWh aus Li-Akku fährt der Tesla zwischen

90 km und 500 km weit. Die Werksangabe beträgt

350 km. Damit liegt der Verbrauch zwischen 0,1 und

0,6 kWh/km. Das ist sehr wenig, aber pro Sitzplatz

immer noch 5- bis 50-mal mehr als beim Triebzug

BR 515/815.

Erhält nun der neue Triebzug doppelt so viel Li-

Akku-Kapazität, wie seinerzeit aus den Pb-Akkus bestenfalls

verfügbar war, also 1 100 kWh, verdoppelt sich

die Reichweite des Schienenfahrzeugs auf 600 km. Das

reicht für eine 16-stündige Schicht im Nahverkehr.

Dank der gegenüber Pb-Akkus vierfachen Energiedichte

der Li-Akkus halbiert sich die Akkumulator-

64 110 (2012) Heft 3


Thema Fokus

Masse dabei gleichzeitig. In Akkumulatoren des Tesla

gerechnet, wären es 20 Stück zu je 450 kg, also etwa

9 t pro Triebzug.

Die Energieersparnis durch die Verringerung

der Masse und durch eine Antriebsausrüstung mit

Rückspeisung dürfte näherungsweise den Brutto-

Mehrverbrauch kompensieren, den ein modernes

Fahrzeug durch zeitgemäße Fahrdynamik mit mindestens

140 km/h und verbesserten Komfort heute

zwangsläufig mit sich bringt.

In einer Studie des VDE [4] werden für Li-Akkus

Preise von 1 000 EUR/kWh Speicherkapazität angegeben.

Man hofft, dass in fünf Jahren auf Basis

einer Massenfertigung das Preisniveau merklich

nachgeben wird. Werden im Mittel 800 EUR/kWh

angesetzt, so müsste man für die abgeschätzten

20 Tesla-Akkus für den Triebzug mit einem Preis

von etwa 900 000 EUR rechnen. Die Lebensdauer

gibt der VDE mit 3 000 Ladezyklen an. Damit würde

sich der Kaufpreis der Zellen, auf die im Laufe

ihres Lebens gespeicherte Energie umgerechnet,

mit einem Zuschlag von mindestens 0,27 EUR/kWh

auf den Preis des vom Netz bezogenen Stromes

bemerkbar machen.

Der Strom aus dem Li-Akku ist also mit in Summe

0,36 EUR/kWh mindestens 4-mal so teuer wie der

Netzstrom. Da der neue Triebzug aber mindestens

so effizient wie die alte BR 515 sein soll und also

mit etwa 1,5 kWh/km auskommen dürfte, lägen die

Energiekosten einschließlich Abnutzung des Li-Akkus

nur bei rund 0,54 EUR/km.

Ein Dieseltriebwagen, der an Kraftstoff 1,7 l/km

verbraucht, bringt es einschließlich der Mineralölsteuer

auf fast 2 EUR/km; selbst auf Basis ohne die

Steuer wären die Energiekosten noch immer doppelt

so hoch wie bei dem angedachten Li-Akku-Fahrzeug.

Aufgeladen würde dieses zum günstigen Nachttarif,

denn am Tage ist das Fahrzeug im Dienst. So trüge

es auch noch zur Regulierung des Lastgangs bei, den

die konventionellen Elektrofahrzeuge naturgemäß

verschärfen.

Durch genauere Berechnungen, als sie hier angeboten

werden können, müsste sich dies bestätigen

lassen.

Bilanz

Für den Betrieb auf Strecken, deren Elektrifizierung

gegenwärtig nicht in Betracht kommt, sind innovative

Traktionskonzepte bereits umgesetzt oder prinzipiell

verfügbar. Sie verfolgen unter anderem das Ziel,

preisgünstige Energie für Diesel-Hybrid-Fahrzeuge

oder in Sonderfällen auch für Elektrofahrzeuge durch

Speicherung mitzunehmen und/oder durch Einsatz

von mehr Elektrotechnik den Kraftstoff für den Dieselmotor

noch besser auszunutzen, als dies bislang

möglich ist.

Stefan Fassbinder, Deutsches Kupferinstitut, Düsseldorf

Literatur

[1] Behmann, U.: Rückspeisen von Bremsenergie bei der

DB. Elektrische Bahnen 107 (2009), H. 1-2, S. 83–85.

[2] N.N.: Elektrischer Betrieb bei der Deutschen Bahn im

Jahre 2009. Elektrische Bahnen 108 (2010), H. 1-2,

S. 4–54.

[3] N.N.: Elektrischer Betrieb bei der Deutschen Bahn im

Jahre 2010. Elektrische Bahnen 109 (2011), H. 1-2,

S. 3–49.

[4] VDE: Studie Elektrofahrzeuge – Bedeutung, Stand der

Technik, Handlungsbedarf. www.vde.com/de/InfoCen-

ter/Seiten/Details.aspx?eslShopItemID=21f73d14-ad26-

4188-a62e-0793af440806 (abgerufen am 18.01.2012).

[5] www.eisenbahn-kurier.de/startseite/449-suedostbayernbahn-erhaelt-acht-neue-diesellokomotiven

(abgerufen am

18.01.2012).

[6] N.N.: TRAXX AC-Güterzuglokomotiven mit Last-Mile-

Dieselmotor. Elektrische Bahnen 109 (2011), H. 6,

S. 300–301.

[7] N.N.: E-Lok mit Rangierdieselmotor. EI Der Eisenbahningenieur

62 (2011), H. 6, S. 62.

[8] www.energyefficiencynews.com/i/2468 (abgerufen am

18.01.2012).

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110 (2012) Heft 3

65


Fokus Report

Auszeichnung für SBB-Zweifrequenzlokomotive

Auch Schienenfahrzeuge lassen sich preiswürdig gestalten!

TABELLE

Kenndaten SBB-Zweifrequenzlokomotive Ee 922, Fahrleitungsspannungen

15 kV 16,7 Hz und 25 kV 50 Hz.

Spurweite

Radsatzfolge

Länge über Puffer

1 435 mm

Bo

8 800 mm

Umgrenzungslinie 1 UIC 505-1

größte Breite

größte Höhe

Dienstmasse 2

Raddurchmesser neu

Radsatzabstand

Anfahrzugkraft

größte Traktionsleistung

zulässige Geschwindigkeit

Auslegungsgeschwindigkeit

Luftpresserleistung

Zugsammelschiene 1 000 V

1

AB-EBV U3

2

möglich 44 t

3 100 mm

4 306 mm

40 t

1 100 mm

4 000 mm

120 kN

750 kW

100 km/h

120 km/h

2 400 l/min

800 A

Bild 1:

Ee 922 mit seitlich versetzter Führerkabine für optimale Sichtbedingungen im Rangierbetrieb

(Fotos: Stadler).

Seit 1985 vergibt die 1963 gegründete Watford

Group, ein ehrenamtlicher Zusammenschluss international

renommierter einschlägiger Fachleute, alle

zwei bis vier Jahre die Brunel Awards für herausragende

Architektur und Gestaltung im Bahnwesen.

Der Preis ist benannt nach dem vielseitigen

englischen Konstrukteur Isambard Kingdom Brunel

(1806 –1859), der Werftanlagen, Dampfschiffe, Brücken,

Tunnel und als erste große Eisenbahnstrecke in

England die Great Western Railway baute.

Mitte Oktober 2011 fand in Washington D.C. die

11. Verleihungszeremonie statt. Neben einem Sonderpreis

an eine japanische Bahn für exzellente Gesamtgestaltung

vergab die Jury dabei 20 Awards und

24 Commendations in jeweils fünf Kategorien, davon

drei bei Gebäuden und deren Ausstattung, eine für

Ingenieurbauwerke und eine für Schienenfahrzeuge.

Die nächste Preisverleihung soll im September

2012, parallel zur InnoTrans, im Kaiserbahnhof

in Potsdam stattfinden.

Unter den mit Commendation bedachten Bahnen

war 2011 die SBB mit ihrer elektrischen Zweifrequenz-Rangierlokomotive

Reihe Ee 922 (Bild 1).

Das Unternehmen hatte Ende 2007 eine Serie aus

21 Stück bestellt und diese von Mitte 2009 bis

Ende 2010 geliefert bekommen. Damit setzt sie

eine 1957/58 mit vier ersten Lokomotiven Ee 3/3

begründete Tradition fort, die mit zu den ersten

Zweifrequenzlokomotiven in Europa gehörten. Der

Bedarf hierfür bestand und besteht vorrangig in Basel,

wo die Fahrleitungsspannung 25 kV 50 Hz vom

französischen Rangierbahnhof (Rbf) Saint-Louis bis

in den Bahnhof Basel SBB und auf dessen Umfahrungsgleise

reicht.

Die Lokomotive basiert auf einer von Stadler

entwickelten Fahrzeugfamilie für Traktionsaufgaben

im Rangier- und Güterzugdienst. Sie hat IGBT-

Stromrichter und mit 750 kW die anderthalbfache

Leistung wie ihre letzten Vorläuferinnen; elektrische

Rückspeisebremse ist selbstverständlich. In der Tabelle

ist zu sehen, dass sie relativ leicht und allenfalls

mit Ballast zu beschweren ist, um entweder die

an sich moderate Kraftschlussbeanspruchung beim

Anfahren zu senken oder die Anfahrzugkraft etwas

zu steigern.

Die Ee 922 ist zwar hauptsächlich, aber nicht

ausschließlich für den Rangierdienst konzipiert. Für

den Streckendienst hat sie die mit 100 km/h recht

hohe, sogar noch heraufsetzbare zulässige Geschwindigkeit

bekommen, die Vor aussetzungen für

66 110 (2012) Heft 3


Mehrfachsteuerung (Bild 2) und für weitere außerschweizerische

Zugsicherungen wie deutsche/österreichische

PZB oder Eurobalisen sowie erstmals in

dieser Kategorie Kabel und Steckverbindungen der

Zugsammelschiene.

Weitere Merkmale sind aber für den Einsatz im

Rangierdienst bestimmt. So sind in dem klimatisierten

Mittelführerraum die Führertische so weit seitlich

versetzt, dass der Triebfahrzeugführer am Boden

aufgestellte Signale ohne Herauslehnen aus dem

Seitenfenster erkennen kann. Weißes Spitzenlicht ist

in drei Stufen schaltbar als Standlicht, Abblendlicht

und Scheinwerfer. Unterhalb 5 km/h schalten sich

automatisch Standlicht und gleichzeitig die Ausleuchtung

des Berner Raumes für das Rangierpersonal

ein. Option besteht auf Funkfernsteuerung, auch bei

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Zug vorhanden. Die Fahrzeugleittechnik mit Zugbus,

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Oberleitungen über Nebengleisen und von Lokomotiven

dafür, muss die SBB wegen Lärmschutz vielerorts

beibehalten.

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Fokus Forum

Normen und Vorschriften als unfehlbare

Grundlage für Messdienstleistungen?

Wissenschaftliche Diskussion zum Thema „Zusammenwirken von Oberleitung und Stromabnehmer“:

Stellungnahme zum Beitrag von Rainer Puschmann in eb 10/2011. Von Manfred Deutzer, Zeuthen.

Bild 1:

DIN 43186 Kohleleiste.

Bild 2:

Kontakt zwischen Schleifkohle

(Winkel 80°) und

Trägerfassung (Winkel 75°).

Allgemeines

In seinem in eb 10/2011 erschienenen Beitrag geht

R. Puschmann von reinen Fahrleitungslagemessungen

aus, wie sie bei Hochgeschwindigkeitsbahnen

nach den Normen durchgeführt werden. Deutzer

Technische Kohle GmbH (DTK) dagegen führt Fahrleitungsprüfungen

im normalen Fahrbetrieb auf normalen

Linienfahrzeugen durch. Bei diesen Messungen

werden entsprechend der Aufgabenstellung

Messsysteme verwendet, die speziell auf die Lösung

dieser Aufgaben angepasst sind.

Anhand einiger Beispiele in diesem Beitrag und in

der angegebenen Literatur wird gezeigt, warum DTK

bei der Fahrleitungsmessung und bei der Lösung

von Problemen nicht nur auf normierte Messverfahren

setzt: Weil hier die Lösung der Aufgabe immer

Priorität hat, werden Messsysteme verwendet, die

die Problemlösung ermöglichen und oft über die

geltenden Normen hinaus gehen.

Messungen und Verfahren

Mit Hilfe der DTK-Messungen wurde eine Vielzahl

von Problemstellen gefunden, die durch die Anwendung

der genormten Verfahren nicht ermittelt

werden können. Bei der Anwendung der genormten

Verfahren könnte es zu Fehlinterpretationen kommen.

Anhand von Beispielen wird diese Tatsache in

diesem Beitrag wie auch in weiteren Veröffentlichungen

nachgewiesen.

Es wurde außerdem festgestellt, dass die Einhaltung

der Normen besonders im ÖPNV nicht immer

möglich ist. Auf Hochgeschwindigkeitsstrecken sind

die von R. Puschmann zitierten Vorschriften als Mindestanforderung

unbedingt einzuhalten.

DTK führte bisher weltweit über 420 Messdienstleistungen,

vorwiegend im Bereich des ÖPNV,

durch. Dabei wurden zahlreiche Abnahmeprüfungen

von neu errichteten Fahrleitungen für Siemens

Power Lines, Balfour Beatty, Fahrleitungsbau, Spitzke

und andere Fahrleitungserrichter durchgeführt.

Außerdem waren es Untersuchungen zur Fehlersuche

sowie turnusmäßige Prüfungen. Bei anderen

Messungen wurden das Gesamtsystem „Fahrdraht-

Schleifleiste-Stromabnehmer-Fahrzeug-Fahrgestell-

Gleis“ im normalen Fahrbetrieb oder die Eignung

eines Stromabnehmers für ein bestimmtes Netz

untersucht. Im Zusammenhang mit einer Fahrleitungsmessung

kontrolliert DTK häufig auch die

Stromabnehmer [1; 2].

Die DTK-Messungen erfolgen im Gegensatz zu

den Messungen vieler anderer Messdienstleister

meist im normalen Fahrbetrieb auf normalen Linienfahrzeugen.

Dabei wird das System möglichst unverfälscht

untersucht, also in dem Zustand, in dem es

sich auch im normalen Fahrbetrieb befindet. Hierbei

werden Probleme am Stromabnahmesystem erkannt

sowie der Einfluss der Gleislage und der Fahrzeugbewegungen

auf das Zusammenspiel zwischen Fahrdraht

und Schleifkontakt ermittelt. Bei diesen Messungen

kann gleichzeitig die Fahrdrahtlage statisch

und dynamisch erfasst werden [3]. Messsysteme,

die zum Beispiel berührungslos arbeiten und auf

einem Zweiwegefahrzeug [4] aufgebaut werden,

erfassen den Fahrdraht nur statisch, also ohne die

im Fahrbetrieb auftretenden Probleme. Hier werden

maximal die Fahrbewegungen des Zweiwegefahrzeuges,

das mit blockierter Federung fährt,

68 110 (2012) Heft 3


Forum Fokus

aufgenommen. Das Zusammenspiel zwischen Fahrdraht

und Stromabnehmer sowie der übertragene

beziehungsweise ins Netz zurück gespeiste Strom,

die Fahrdrahtspannung, der Kontaktwiderstand zwischen

den Schleifleisten und dem Fahrdraht sowie

die Kraftimpulse zwischen den Schleifleisten und

dem Fahrdraht können auf diese Weise nicht erfasst

werden. Somit können wichtige Informationen für

den Fahrbetrieb aus den statisch aufgenommenen

Messdaten nicht abgeleitet werden.

Normen kritisch betrachtet

110 (2012) Heft 3

Bei diesen Messungen beachtet DTK die geltenden

Normen und Vorschriften, beurteilt diese jedoch

vor ihrer Anwendung auch kritisch. Normen stellen

den Stand der Entwicklung zu einem bestimmten

Zeitpunkt dar. Nur durch eine „Infragestellung“ des

Standes der Technik und der Normen und Vorschriften

kann die Entwicklung vorangetrieben, nur so

können Probleme gelöst werden.

Geht man allerdings davon aus, dass Normen unfehlbar

und vollständig sind, dann dürften, wenn diese

Normen eingehalten sind, keine Fehler in Systemen

mehr auftreten. Dies wurde durch eine Vielzahl von

Untersuchungen widerlegt. Deswegen geht DTK einen

Schritt weiter und betrachtet die Problematik über die

von Normen gestellten Forderungen hinaus. Hierzu

werden die auftretenden Störungen genau analysiert,

und es werden Messsysteme eingesetzt, die speziell auf

die Lösung dieser Probleme zugeschnitten sind.

Diese Messsysteme erweitern daher zwangsläufig

die Anforderungen normierter Lösungen. Nur mit

solchen Systemen können die Ursachen von Störungen

erkannt und Lösungswege aufgezeigt werden.

Für alle diese speziell von DTK entwickelten Systeme

existieren Firmenvorschriften. Hierdurch können die

Messergebnisse, die bei unterschiedlichen Verkehrsunternehmen

zur gleichen Thematik ermittelt wurden,

miteinander verglichen werden.

Um Probleme zu lösen, muss DTK häufig Messsysteme

neu entwerfen, für die zurzeit noch keinerlei

Normen oder Vorschriften bestehen, oder bei denen

die Anwendung der geltenden Vorschriften und Normen

zu Fehlinterpretationen führen könnte. Das soll

anhand von Beispielen in diesem Beitrag belegt werden.

Gleichzeitig soll mit diesem Beitrag auf den in

eb 10/2011 erschienenen Beitrag von R. Puschmann

reagiert werden.

Im ÖPNV lassen sich die von R. Puschmann zitierten

Vorschriften häufig nicht einhalten. Zum anderen

werden mit dem von ihm und D. Wehrhahn in

eb 7/2011 beschriebenen Messsystem „OVHWizard

der Firma Wehrhahn“ nicht die im Fahrbetrieb auftretenden

Kraftimpulse zwischen Fahrdraht und

Schleifkontakt, der übertragene oder ins Netz zurück

gespeiste Strom, die Fahrdrahtspannung, das Zusammenspiel

zwischen Stromabnehmer und Fahrdraht

und der Einfluss der Gleislage und des Fahrzeugschaukelns

auf dieses Zusammenspiel ermittelt.

Deshalb setzt DTK auch weiterhin Systeme ein,

die weitestgehend die Normen einhalten, mit denen

jedoch vorrangig die Probleme gelöst werden

können.

Beispiel 1

Nach der Unternehmensgründung im Jahr 1991

bezog DTK Schleifkohlekörper entsprechend der

Norm DIN 43 186-1964 Kohleschleifleisten für Straßenbahn-Scherenstromabnehmer

und fertigte dafür

Fassungen zur Halterung der Schleifkohlen mit einem

Schwalbenschwanz von 75°. Die gekauften Schleifkohlen

hatten nicht den in der Norm (Bild 1) vorgeschriebenen

Winkel von 75°, sondern einen Winkel

von über 80°. Nach Aussage des Kohleherstellers

entsprach das der Norm bei einer Ausnutzung der

dort angegebenen Toleranzen. Durch den sich ergebenden

Winkel von über 80° gab es jedoch keine ausreichend

gute Verbindung zwischen der Schleifkohle

und der Trägerfassung (Bild 2). DTK reklamierte diese

Norm bei der Normkommission. Der Streit um die

gelieferten Schleifkohlen hätte damals fast das Ende

der DTK bedeutet, weil diese auf Lager liegenden

Kohlen nicht vermarktet werden konnten.

Wie jedes Gesetz erfüllt eine Norm nur dann

ihren Zweck, wenn sie richtig ist und die darin

formulierten Regeln tatsächlich beachtet werden

beziehungsweise beachtet werden können. Das

war bei dieser Norm nicht der Fall.

Bild 3:

Schleifleisten mit flächigem Ausbruch der Kohle von der Trägerfassung.

Bild 4:

Zugfestigkeit der Klebeverbindung

für diese

Schleifleisten liegt bei circa

3 N/mm²; Klebung mit

Vk und Cu, Probekörper

350 x 300 mm (Quelle:

HC-Eisenbahntechnik).

69


Fokus Forum

(Kraftimpulse) zwischen dem Fahrdraht und den

Schleifleisten, die zum Abscheren der Kohle von

der Fassung führen. Daher sollte hier eher die Kerbschlagfestigkeit

angegeben werden.

Bild 5:

Aufbau der Sensoren

auf einer echten Stromabnehmerwippe.

Beispiel 2

Bei unterschiedlichen Verkehrsbetrieben lösten sich

die Kohlen von der Trägerfassung (Bild 3).

Entsprechend der Vorschriften (Bild 4) des

Schleifleistenherstellers wurde zur Bestimmung der

Festigkeit der Verbindungsstelle Schleifkohle – Trägerfassung

die Zugfestigkeit als Kriterium angegeben.

Die von DTK durchgeführten Untersuchungen

ergaben, dass die Zugfestigkeit das Problem

nicht beschreibt. Die Verbindungstelle Schleifkohle-

Trägerfassung erfährt Schädigungen durch Stöße

Beispiel 3

DTK untersucht bei vielen Fahrleitungsmessungen

gleichzeitig die Stromabnehmer. In den Normen

DIN EN 50206-1 VDE 0115-500-1:2011-02 „Bahnanwendungen

– Schienenfahrzeuge – Merkmale und

Prüfungen von Stromabnehmern“ wird vorgeschrieben,

wie Stromabnehmer zu prüfen sind. Dabei wird

festgelegt, dass „die während des Anhebens und

Absenken gemessenen statischen Andruckkräfte“ innerhalb

von vorgeschriebenen Grenzen liegen müssen.

Bei der Untersuchung darf der Stromabnehmer

nur mit einer Geschwindigkeit von 0,05 m/s aufwärts

beziehungsweise abwärts bewegt werden.

Die von DTK durchgeführten Untersuchungen

[2] entsprechen genau dieser Vorschrift. DTK führt

jedoch noch weitere Untersuchungen an den Stromabnehmern

durch. Die Ergebnisse zeigen, dass die in

der Norm beschriebenen Grenzen in der Realität des

ÖPNV nicht eingehalten werden R. Puschmann geht

in seinen Ausführungen nur von Hochgeschwindigkeitsstrecken

aus. Auf diesen Strecken ist eine strikte

Einhaltung der Vorschriften unbedingt erforderlich.

Hier liegen DTK jedoch keine Mess ergebnisse von

realen Systemen vor.

Beispiel 4

Bild 6:

Lichtbogen

zur vorderen

Schleifleiste.

Bild 7:

Lichtbogen

zur hinteren

Schleifleiste:

Bei der Erfassung des Fahrkomforts wird entsprechend

des UIC Kodex 513 (Richtlinien zur Bewertung

des Schwingungskomforts des Reisenden in

den Eisenbahnfahrzeugen) festgelegt, dass die Beschleunigungen

in x-, y- und z-Richtung für einen

sitzenden oder stehenden Passagier zu ermitteln

sind. In diesen Richtlinien wird festgestellt: „…da

derzeit keine internationalen Kriterien für die Definition

eines Gleises bestehen, ist es nicht möglich,

die Gleisqualität einheitlich festzulegen. Da

jedoch jede Bahn ihre eigenen Definitionskriterien

besitzt, ist es möglich, Strecken zu bestimmen,

die an dem Fahrzeug äquivalente Auswirkungen

hervorrufen.“ [5].

Bei den DTK-Untersuchungen zum Fahrkomfort

werden diese Vorschriften eingehalten. Da die

Gleislage noch nicht in diesem Kodex definiert ist,

setzt das Unternehmen weitere Messverfahren ein

und stellt mit ihrer Hilfe nicht nur den durchschnittlichen

Fahrkomfort fest, sondern ermittelt auch, auf

welchen Streckenabschnitten kurzzeitige Störungen

(Überschreitungen der Komfortindizes) im System

Rad – Schiene auftreten und wo die Ursachen

70 110 (2012) Heft 3


Forum Fokus

für diese Störungen liegen [6]. In diesem Zusammenhang

wurde auch ein System entwickelt, bei dem das Zusammenspiel

zwischen Rad und Schiene beschrieben wird.

Um das Zusammenwirken zwischen den Rädern und den

Schienen richtig erfassen zu können, müssen im normalen

Linienverkehr mit einem normalen Linienfahrzeug Informationen

über die Räder und die Gleise (Spurweite, Rillenbreite,

Rillentiefe, Überhöhung Längshöhe, Bogenradius

usw.) ermittelt werden. Bei der von DTK durchgeführten

Messung werden zum Beispiel neben den normalerweise

ermittelten Ergebnissen auch gebrochene Schwellen [7]

im eingedeckten Bereich eines Rasengleises oder andere

Probleme erkannt. Diese wirken sich nicht nur auf den

Fahrkomfort im Fahrzeug aus, sondern selbstverständlich

auch auf das Zusammenspiel zwischen Stromabnehmer

und Fahrdraht.

Auch im Bereich der Messung an Dritte-Schiene-Systemen

hat DTK neue Wege zur Lösung von Problemen

beschritten.

Bei den Messungen werden soweit wie möglich Normen

und Vorschriften eingehalten. Das Hauptziel ist jedoch die

Lösung der von den Verkehrsbetrieben geschilderten Probleme.

Aus diesem Grund kann die von DTK aufgebaute

Messtechnik auch weit über die geltenden Normen und

Vorschriften hinausgehen.

Bild 8:

Aufbau der Sensoren und Stromabnehmerschleifleisten.

Bild 9:

Tatsächlicher Aufbau mit Wippe.

Zusammenspiel Oberleitung/

Stromabnehmer

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R. Puschmann [8] bezeichnet die von DTK getroffene Formulierung

„Die Güte der Stromübertragung kann nach

EN 50367 anhand der dynamischen Kontaktkräfte oder

der Lichtbögen nur bedingt beurteilt werden“ als nicht

richtig. Als Argument führt er an, dass heute weltweit die

Kontaktkraft zwischen Schleifleiste und Fahrdraht als Kriterium

für die Kontaktqualität ermittelt wird und das auch in

der Norm DIN EN 50367 so beschrieben ist. Des Weiteren

postuliert er: „Entsprechen die Breite des Schleifspiegels

am Fahrdraht und die Beschaffenheit der Schleifleiste den

normativen und regulativen Vorgaben, ergibt sich ein Übergangswiderstand

im zulässigen Bereich.“

DTK sieht die in Normen formulierten Forderungen vielmehr

als Mindestanforderung und behauptet daher, dass

der Übergangswiderstand an der Kontaktstelle Schleifleiste-

Fahrdraht eine genauere Aussage zur Kontaktqualität ermöglicht.

Betrachtet man zum Beispiel vereiste Fahrdrähte

oder eine Eisschicht auf den Kohleschleifleisten, dann kann

der elektrische Kontakt trotz vorschriftsmäßig eingestellter

Kontaktkraft und entsprechender Breite des Schleifspiegels

gestört sein. Außerdem ist jede Infrastrukturanlage im

ÖPNV (Fahrzeuge inklusive) einem Alterungs- und Verschleißprozess

unterworfen.

In den von R. Puschmann angegebenen Literaturstellen

[9] wird beschrieben, welche Probleme, trotz Einhaltung

der Normen, durch Raureif an den Schleifleisten auftreten.

Bei einer Küstentram wurde festgestellt [10], dass sich

durch den Seewind eine Staub- und Sandschicht auf der

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71


Fokus Forum

Schleifkohle abgelagert hatte. Durch DTK-Messungen

der Fahrdrahtspannung wurde eine Aussage zur

Kontaktqualität überhaupt erst möglich, da auch

eine Sand- und Staubschicht den elektrischen Kontakt

beeinflussen kann.

Bild 10:

Feuer außerhalb des Kontaktbereichs Schleifleiste-Fahrdraht.

Auch der Schleifkohlekörper selbst hat gute und

weniger gut leitende Bereiche. Durch den Kontakt

der unterschiedlichen Kohlebereiche zum Fahrdraht

kann die Kontaktqualität ebenfalls beeinflusst werden.

Bei mehreren von DTK durchgeführten Fahrleitungsmessungen

wurde zusätzlich zur Videokamera

eine Thermografie-Kamera auf dem Fahrzeugdach

aufgebaut (Bild 5). In den Untersuchungsberichten

[11] wird die Kontaktqualität mit Hilfe der Thermografiuntersuchung

beschrieben. Dabei wurde

festgestellt, dass die Lichtbögen mal zu der einen

und mal zu der anderen Schleifleiste führen (Bilder 6

und 7). Bei doppelten Fahrdrähten, aber auch bei

einem Stromschienen- beziehungsweise Fahrdraht-

Bild 11:

Ausschnitt Messdiagramm (von oben nach unten Höhenlage, Zickzacklage, Stoß).

wechsel, können die Lichtbögen ständig zwischen

den vier Kontaktpunkten wechseln. In diesem Beispiel

sind zwei aufeinanderfolgende Bilder aus dem

Videofilm (Frame 662 und 663) dargestellt. Der

Lichtbogen im Frame 662 geht vom linken Fahrdraht

zur ersten Schleifkohle und der im Frame 663

vom rechten Fahrdraht zur zweiten Schleifkohle.

Bei dieser und bei anderen Messungen von DTK

wurde festgestellt, dass die zwischen Fahrdraht und

Schleifleiste auftretenden Lichtbögen nicht immer

von der Videokamera gesehen werden. Durch die

Anordnung des Lichtbogen-Detektors auf dem Fahrzeugdach

(entsprechend der Norm) und die unterschiedlichen

Fahrdrahthöhenlagen, wie sie nun mal

bei Nahverkehrsbahnen häufig auftreten, kann der

Lichtbogen durch die zweite Schleifleiste oder durch

die Schleifkohle selbst verdeckt sein. Lichtbögen, die

an der dem Sensor abgewandten Schleifleistenseite

oder an der hinteren Schleifleiste auftreten, werden

nicht immer eindeutig erfasst [12]. In der Norm

(EN 50317:2002+A2:2007) wird in der Zeichnung

auf Seite 10 als Stromabnehmerwippe eine Platte

angenommen (Bild 8). Die Stromabnehmerwippe

dagegen besteht bei Vollbahnen und bei Bahnen

des ÖPNV aus zwei Schleifleisten (Bild 9). Außerdem

fahren die Fahrzeuge des ÖPNVs mit ihren Stromabnehmern

nicht nur im Kniegang, sondern auch im

Spießgang.

Es können aber auch Lichtbögen/Bügelfeuer

erfasst werden, die bei einer konsequenten Anwendung

der Norm zu einer Fehlinterpretation

führen. Bei einer DTK-Messung für eine Vollbahn,

bei der das Messsystem auf einem Linienfahrzeug

aufgebaut war, ist der im Bild 10 dargestellte Fall

aufgetreten.

Die Fahrdrahtseitenlage befindet sich außerhalb

des Sollbereiches. An dieser Stelle tritt außerhalb

des Kontaktbereichs Schleifleiste-Fahrdraht ein Feuer

auf. Bei einer von einer anderen Firma durchgeführten

Fahrdrahtlagemessung nach der Norm wurde

weder diese Überschreitung noch das Feuer erfasst.

Bei der Messung durch die andere Firma war kein

Linienfahrzeug verwendet worden, sondern ein spezielles

Messfahrzeug. Der Einfluss der Fahrzeug- und

der Stromabnehmerbewegungen sowie der Gleislage

waren somit nicht berücksichtigt.

Bei der Datenauswertung ging DTK dem in

Bild 10 gezeigten Phänomen auf den Grund. Der

Fahrdraht liegt an dieser Stelle auf dem Endstück

der Wippe. Statisch gemessen befindet er sich

jedoch im vorgeschriebenen Bereich. An einer Stelle,

entfernt vom Kontaktpunkt des Endstücks mit

dem Fahrdraht, tritt, obwohl die Kontaktkraft richtig

eingestellt ist, ein Feuer auf. Die Kontaktkraftmessung

nach der von R. Puschmann erwähnten

Norm DIN EN 50367 ergäbe für diese Erscheinung

eine zu geringe Kontaktkraft. In der folgenden

Bilderserie (Bild 12) ist die Entstehung des Feuers

72 110 (2012) Heft 3

ABB


Forum Fokus

dargestellt. Im Diagramm sind aus datenschutzrechtlichen

Gründen keine Hinweise auf das Verkehrsunternehmen

enthalten. Die Koordinaten für

den Messpunkt werden daher nicht gezeigt.

Untersucht man den im Bild 10 dargestellten Fall

genauer, dann ist aus dem Diagramm (Bild 11) zu

ersehen, dass die Seitenlage bei über – 47 cm liegt.

Bei der seitlichen Bewegung des Fahrdrahtes auf der

Stromabnehmerwippe in Richtung auf das schräg

nach unten zeigende Endstück gleicht die Stromabnehmerhauptfeder

den Höhenunterschied aus. Der

Fahrdraht hat sich bereits um 3,9 cm auf dem Endstück

nach unten bewegt. Wie aus dem Diagramm

ersichtlich, können für jeden beliebigen Streckenabschnitt

die Fahrdrahtseitenlage, die Fahrdrahthöhenlage,

der Anstieg beziehungsweise das Gefälle

des Fahrdrahtes und die Stöße zwischen dem Fahrdraht

und den Schleifleisten, die Koordinaten, die

Fahrtrichtung und vieles mehr abgeleitet werden.

Für jeden einzelnen Messpunkt wird synchron ein

Videobild gespeichert. Der so aufgenommene Videofilm

kann zur besseren Analyse des Systems in

Zeitlupe oder schrittweise vorwärts oder rückwärts

abgespielt werden.

Auftraggeber von DTK schätzen besonders, dass

neben der eigentlichen Messung auch die Analyse

der Messdaten durchgeführt wird. Der Auftraggeber

erfährt nicht nur bestehende Probleme, sondern

auch deren Ursache und den Ort, an dem die Störungen

auftreten, und erhält außerdem Hinweise

zur Beseitigung.

Bild 13:

Aufbau der Stromabnehmerwippe.

a Spalte

b Befestigungsschrauben

In dem in den Bildern 10 bis 12 aufgetretenen

Fall wird Strom über das in die Stromabnehmerwippe

eingeschraubte Endstück (Bild 13) aus dem

Fahrdraht entnommen. Da der elektrische Kontakt

zwischen dem Endstück und den Kohleschleifleisten

sehr schlecht ist (Spalt a), fließt der Strom durch

die Befestigungsschrauben des Endstückes (Schraube

b). Diese sind für eine spätere leichtere Demontage

mit Fett versehen. Durch den Strom werden

die Schrauben und das in den Gewindespalten

vorhandene Fett erwärmt. Das Fett verdampft und

entzündet sich dabei.

Das eigentliche Problem liegt nicht in der Entzündung

des Fettes. Problematischer ist die durch

den Strom verursachte Erwärmung der Schrauben,

wodurch sie ihre Festigkeit verlieren. Wird dieser

Streckenabschnitt mit dem Fahrzeug mehrfach befahren,

kann das Endstück abfallen. Die Folge ist ein

Gewaltschaden (Stromabnehmerabsturz).

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110 (2012) Heft 3

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73


Fokus Forum

Diskussion

Um den Beitrag nicht zu lang werden zu lassen, wurde

hier nur auf einige Kritikpunkte von R. Puschmann

eingegangen. Bei weiteren Fragen ist der Autor zum

Stichwort „Wissenschaftliche Diskussion“ wie folgt

zu erreichen:

Manfred Deutzer, Deutzer Technische Kohle GmbH,

Lindenallee 16, 15738 Zeuthen, Deutschland;

Fon: +49 33762 2287123, E-Mail: md@deutzer.de

Literatur

[1] Deutzer, M.: Verbesserung des Kontaktes zwischen

Schleifleisten und Fahrdraht. In: Elektrische Bahnen

107 (2009), H. 3, S. 128–134.

[2] Deutzer, M.: Systemuntersuchung Stromentnahme aus

dem Fahrdraht. In: Verkehr und Technik, H. 1/2008.

[3] Deutzer, M.; Bebi, J.; Greipel, H.: Fahrleitungs- und Stromabnehmerprüfung.In:

Verkehr und Technik H. 5/2005.

[4] Puschmann, R.; Wehrhahn, D.: Fahrdrahtlagemessung

mit Ultraschall. In: Elektrische Bahnen 109 (2011),

H. 7, S. 323–330.

[5] UIC-Kodex 513 E/1.07.1994, S. 11.

[6] Schwand, S.; Fuchs, M.; Deutzer, M.: Einfluss der Gleisbeschaffenheit

auf den Fahrkomfort. In: Verkehr und

technik, H. 10 und 11/2010.

[7] Marc, O.; Deutzer, M.: Rasengleis und eingedeckter

Gleiskörper – Gleisvermessung unter normaler Gleisbelastung.

In: Verkehr und Technik, H. 9/2011.

[8] Puschmann, R.: Das Zusammenwirken von Oberleitung

und Stromabnehmer. In: Elektrische Bahnen 109

(2011), H. 10, S. 506–509.

[9] Krötz, W.; Resch, U.: Oberleitungen und Stromabnehmer

– Entwicklungen bei der Deutschen Bahn. In:

Elektrische Bahnen 109 (2011), H. 4-5, S. 211– 215.

[10] Herman, A.; Brandt, P.; Winkin, W.; Deutzer, M.: Untersuchungen

zur Verbesserung der Kontaktqualiät

zwischen Kohleschleifleiste und Fahrdraht. In: Verkehr

und Technik, H. 4/2009.

[11] Deutzer, M.: Beurteilung der Kontaktqualität zwischen

Fahrdraht bzw. Stromschiene und Schleifkontakt mit

Hilfe der Thermographieuntersuchung. In: Verkehr

und Technik, H. 11/2009.

[12] DTK Untersuchungsbericht 350/2009

Der beschriebene Videofilm kann im Web aufgerufen

werden unter: www.deutzer.de/video/lichtblitz.htm

Bild 12:

Bildserie Feuer

an Zickzacküberschreitung

(sechs

aufeinanderfolgende

Bilder aus

dem Videofilm.)

74 110 (2012) Heft 3


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Betrieb

Elektrischer Betrieb bei der Deutschen

Bahn im Jahre 2011

Die Schienenpersonenverkehrsleistungen 2011 waren sowohl von negativen Einflüssen wie witterungsbedingten

Einschränkungen und umfangreichen Baumaßnahmen im Streckennetz als auch

von positiven Einflüssen wie steigenden Erwerbstätigenzahlen abhängig. Sie konnten um rund 1 %

gegenüber dem Vorjahr gesteigert werden. Die Nachfrage im Schienengüterverkehr war in der

ersten Hälfte des Jahres 2011 ausgeprägt hoch und ließ in der zweiten Jahreshälfte spürbar nach.

Für das gesamte Jahr betrug der Leistungsanstieg 5,5 %. Im Bereich der Bahnenergieversorgung

wurden zwei Umrichterwerke 3 AC Hoch- beziehungsweise Höchstspannung 50 Hz und 2 AC 110 kV

16,7 Hz als größere Leistungseinheiten in Betrieb genommen. Eine wesentliche Änderung der Struktur

der DB besteht darin, dass die DB Systemtechnik neu aufgestellt wurde und nun ihr eisenbahntechnisches

Spezial-Knowhow national und international effektiv anbieten kann.

ELECTRIC OPERATION OF DEUTSCHE BAHN IN 2011

In 2011, the rail-bound passenger traffic volume was determined both by negative influences such as

weather-dependent restrictions or major building measures, and positive influences like the growing

number of gainfully employed persons. As compared with the year before, the volume could be increased

by approximately 1 %. In the case of rail-bound goods traffic, the demand was exceptionally

high in the first half of 2011 but decreased perceptibly in the second half. For the entire year, the

performance increase amounted to 5.5 %. In the traction power supply sector, two large converter

stations – 3 AC (high voltage/extra-high voltage) 50 Hz and 2 AC 110 kV 16.7 Hz – have been put into

operation. Following a major change in the DB structure, DB Systemtechnik are now in a position to

offer their special railway know-how in an efficient way both at home and worldwide.

TRACTION ÉLECTRIQUE À LA DEUTSCHE BAHN EN 2011

Les prestations de transport de personnes en 2011 ont subi des influences tant négatives, comme

les restrictions du fait d’intempéries et d’importants travaux de renouvellement du réseau ferré, que

positives comme l’augmentation des effectifs. Ces prestations ont augmenté de près de 1 % par rapport

à l’année précédente. La demande en trafic marchandises était très élevée pendant le premier

semestre 2011 pour diminuer sensiblement dans le second semestre. Sur toute l’année, l’augmentation

du rendement a été de 5,5 %. Dans le secteur de l’alimentation électrique du réseau, deux sousstations

de conversion 3 AC HT et THT 50 Hz et 2 AC 110 kV 16,7 Hz ont été mises en service comme

grandes unités de puissance. La structure de la DB a connu une modification essentielle avec la

restructuration de sa branche technique DB Systemtechnik qui lui permet de proposer efficacement

son savoir-faire en matière de technique ferroviaire en Allemagne et à l’étranger.

1 Wirtschaft und Verkehr

1.1 Gesamtwirtschaft

Nachdem sich die Weltwirtschaft im Jahr 2010 mit

einem Anstieg um gut 4 % von den Folgen der globalen

Finanz- und Wirtschaftskrise des Vorjahres erholt

hatte, setzte sich die dynamische Entwicklung im Jahr

2011 zunächst fort und konnte im ersten Quartal

trotz der Auswirkungen der Natur- und Nuklearkatastrophe

in Japan noch kräftig zulegen. Im weiteren

Jahresverlauf wirkten sich vor allem die schwache

Konjunktur und die Staatsschuldenkrisen in den USA

und im Euro-Raum dämpfend auf die Entwicklung

aus. Auch in den Schwellenländern wurde eine Abschwächung

spürbar, das Wirtschaftswachstum fiel

aber weiterhin deutlich stärker als in den Industrieländern

aus. Insgesamt legte die globale Wirtschaft

im Jahr 2011 um rund 2,5 % zu. Das Wachstum des

Welthandels hat sich gegenüber dem Vorjahr mehr

als halbiert, blieb mit etwa 5,5 % jedoch kräftig.

In Deutschland hat sich die konjunkturelle Dynamik

nach einem starken Jahresauftakt mit einem

Anstieg des Bruttoinlandsprodukts (BIP) im ersten

Quartal 2011 um 5 % im weiteren Verlauf ebenfalls

verlangsamt. Mit einem Plus im Gesamtjahr von

3 % fiel die Entwicklung des BIP aber nach 3,7 %

im Vorjahr weiterhin kräftig und im Vergleich zum

Euro-Raum überdurchschnittlich aus. Die nachlassende

Dynamik des Welthandels und das schwache

Wachstum in Europa spiegelten sich auch im Außenhandel

Deutschlands wider. Dennoch blieb der

Zuwachs der Exporte mit gut 8 % beziehungsweise

der Importe mit gut 7 % stark. Getragen wurde

76 110 (2012) Heft 3


Betrieb

das BIP-Wachstum vor allem von der inländischen

Verwendung. Während der Privatkonsum, der im

Vorjahr nur leicht um 0,6 % zulegen konnte, um

1,5 % anstieg, hat sich die Zunahme des Staatsverbrauchs

von 1,7 % auf 1,2 % abgeschwächt. Positiv

entwickelten sich die Bruttoinvestitionen und hier

vor allem die Anlageinvestitionen, die nach 5,5 %

im Vorjahr nochmals kräftig um 6,5 % zulegen

konnten. Die Bauinvestitionen, die im Jahr 2010

um 2,2 % angestiegen waren, profitierten vom vergleichsweise

milden Winter und wurden stark um

5,4 % ausgeweitet.

Die bereits im Vorjahr zu verzeichnende positive

Arbeitsmarktentwicklung hat sich im Jahr 2011 trotz

der konjunkturellen Abschwächung fortgesetzt. Im

Jahresdurchschnitt sank die Zahl der Arbeitslosen

weiter um rund 262 000 auf 2,98 Mio. Die gute

Arbeitsmarktlage wirkte sich auch entsprechend auf

die Einkommensentwicklung aus. In jeweiligen Preisen

legten die verfügbaren Einkommen um 3,3 %

zu. Infolge der vor allem durch einen starken Preisanstieg

bei den Mineralölprodukten geprägten Inflationsrate

von 2,3 % stiegen die Realeinkommen um

1,0 % an. Die Kraftstoffpreise legten insgesamt wie

bereits im Vorjahr um 11 % zu, wobei sich die Preise

für Dieselkraftstoff mit einem Anstieg um fast 16 %

erneut überdurchschnittlich stark verteuerten.

1.2 Personenverkehr

Gestützt auf die überwiegend positiven Impulse

aus dem konjunkturellen Umfeld stieg die Gesamtnachfrage

auf dem Personenverkehrsmarkt in

Deutschland, also motorisierter Individualverkehr

(MIV), Schiene, öffentlicher Straßenpersonenverkehr

(ÖSPV) und innerdeutscher Luftverkehr nach ersten

Berechnungen um etwa 1,3 % an. Insbesondere mit

Blick auf den MIV, die Schiene und den Luftverkehr

war die Entwicklung aber auch stark vom Wegfall

der Sondereffekte aus dem Vorjahr geprägt, wo

vor allem Beeinträchtigungen infolge des strengen

Winters und der Vulkanaschewolken zu Nachfrageverschiebungen

zu Gunsten der Schiene geführt

hatten. Beim Modal Split gab es im Jahr 2011 nur

marginale Veränderungen. Während der MIV seine

Position leicht zu Lasten des ÖSPV ausbauen konnte,

blieben die Anteile der Schiene und des Luftverkehrs

gegenüber dem Vorjahr stabil.

Der MIV verzeichnete aufgrund des im Vorjahresvergleich

milden Winters einen starken Jahresauftakt.

Im weiteren Verlauf verlor die Entwicklung zwar

deutlich an Dynamik, der Verkehrsleistungsanstieg

blieb im Gesamtjahr, trotz des erneut deutlichen

Kraftstoffpreisanstiegs, mit gut 1,5 % aber kräftig.

Die Pkw-Neuzulassungen, die im Jahr 2010 um über

23 % zurückgegangen waren, legten wieder um

knapp 9 % zu. Aufgrund der klar dominierenden

Marktstellung trug der MIV auch maßgeblich zum

Wachstum der gesamten Personenverkehrsnachfrage

in Deutschland bei.

Für den Schienenpersonenverkehr (SPV), der im

Jahr 2010 mit einem Anstieg um 2,2 % von den witterungsbedingten

Einschränkungen beim MIV und

den Störungen in der Luftfahrt profitieren konnte,

kehrten sich diese positiven Impulse im Jahr 2011

in negative Basiseffekte um. Darüber hinaus wirkten

sich die umfangreichen Baumaßnahmen im Streckennetz

und die Aussetzung der Wehrpflicht zum

1. Juli 2011 sowie bei den nicht zum DB-Konzern

gehörenden Bahngesellschaften auch die Streiks

dämpfend auf die Nachfrage aus. Gestützt auf die

positiven Konjunktureffekte aus steigenden Erwerbstätigenzahlen

und Einkommen konnte die SPV-Verkehrsleistung

im Gesamtjahr 2011 aber dennoch um

rund 1 % gegenüber dem Vorjahr gesteigert werden.

Im öffentlichen Straßenpersonenverkehr, zu dem

die Busse, Straßen- und Untergrundbahnen gehören,

hat sich der bereits seit einigen Jahren zu verzeichnende

Leistungsrückgang fortgesetzt. Hierbei

konnten die sowohl für den Linien- als auch für den

Gelegenheitsverkehr insgesamt guten konjunkturellen

Rahmenbedingungen die dämpfenden Effekte

aus den zurückgehenden Schüler- und Auszubildendenzahlen

nicht gänzlich kompensieren. Mit einem

Minus von etwa 0,5 % fiel der Rückgang jedoch

schwächer als im Jahr 2010 mit –1,8 % aus.

Während die Entwicklung des innerdeutschen

Luftverkehrs im Vorjahr durch die Vulkanaschewolken

und den strengen Winter im Januar und Dezember

beeinträchtigt wurde, machte sich im Jahr

2011 nach einem starken Jahresauftakt infolge der

positiven Basiseffekte zunehmend die dämpfende

Wirkung der hohen Kerosinpreise und der neu eingeführten

Luftverkehrsabgabe bemerkbar. Die zumindest

teilweise Weitergabe dieser Mehrkosten über

die Ticketpreise bremste die Nachfrage spürbar,

sodass nach ersten Schätzungen im Gesamtjahr nur

noch annähernd das Leistungsniveau des Vorjahres

erreicht werden konnte.

1.3 Güterverkehr

Die sich bereits im Vorjahr mit einem Anstieg um

6,6 % gezeigte starke Entwicklung der gesamten Güterverkehrsleistung

in Deutschland, also von Schiene,

Straße, Binnenschifffahrt und Rohrfernleitungen, hat

sich bis zur Jahresmitte 2011 fortgesetzt. Gestützt

wurde die Entwicklung durch starke Impulse aus

dem konjunkturellen Umfeld. Ein anhaltend dynamischer

Außenhandel und eine weiter anziehende Binnennachfrage

führten zu einer kräftigen Expansion

der Produktion im verarbeitenden Gewerbe – allen

voran im Automobil- und im Maschinenbau – in der

Stahlbranche sowie aufgrund der milden Witterung

110 (2012) Heft 3

77


Betrieb

auch im Baugewerbe und führten zu einer hohen

Transportnachfrage. In der zweiten Jahreshälfte verlor

die Entwicklung jedoch infolge der weltweiten

Konjunkturabkühlung und der zunehmenden Verunsicherung

durch die Euro-Krise stärker als erwartet

an Dynamik. Im Gesamtjahr 2011 stieg die Güterverkehrsleistung

aber dennoch kräftig um gut 3 %

an. Lediglich die Binnenschifffahrt konnte aufgrund

einer mehrwöchigen Rheinsperrung und wasserstandsbedingter

Einschränkungen hiervon nicht profitieren.

Ihre Verkehrsleistung brach deutlich ein und

führte zu einem starken Anteilsverlust zu Gunsten

der anderen Verkehrsträger. Während der Straßengüterverkehr

seine Marktposition um gut 1 % verbessern

und damit den Vorjahresverlust annähernd

kompensieren konnte, stieg der Anteil der Güterbahnen

um knapp 0,5 % an und erreichte mit 17,7 %

den bisherigen Spitzenwert aus dem Jahr 2007. Trotz

der zeitweise wieder zu verzeichnenden Laderaumengpässe

war der Güterverkehrsmarkt insgesamt

auch weiterhin von einer hohen inter- und intramodalen

Wettbewerbsintensität geprägt, die es den

Marktakteuren erschwerte, die Frachtraten den stark

gestiegenen Kosten anzupassen. Die wirtschaftliche

Situation der Transporteure zeigte sich entsprechend

angespannt.

Der Schienengüterverkehr (SGV) in Deutschland

konnte nach einem Leistungsanstieg um 12 % im

Jahr 2010 bis zum Sommer 2011 eine anhaltend

starke Entwicklung verzeichnen. Getragen von kräftigen

Zuwächsen in den Bereichen Montan, Automotive,

Chemie sowie im Kombinierten Verkehr

stieg die Nachfrage bis Juli um knapp 9 % an. Im

weiteren Jahresverlauf machte sich jedoch zunehmend

die konjunkturelle Abkühlung bemerkbar und

die positiven Impulse ließen, unter anderem aus der

Stahl- und Chemieindustrie, spürbar nach. Trotz der

deutlicher als erwarteten Abschwächung blieb die

Entwicklung im Gesamtjahr 2011 mit einem Nachfrageanstieg

um knapp 5,5 % kräftig.

Nachdem die Leistung des Straßengüterverkehrs

im Jahr 2010 mit 4,7 % nur unterdurchschnittlich

angestiegen war, konnte im ersten Quartal 2011 ein

knapp zweistelliges Wachstum verzeichnet werden.

Zurückzuführen ist diese Entwicklung vor allem auf

witterungsbedingte Sondereffekte in dem für die

Straße bedeutenden Baubereich, der infolge des

strengen Winters zu Beginn und zum Ende des

letzten Jahres für eine entsprechende Transportnachfrage

sorgte. Im weiteren Jahresverlauf verlor

die Entwicklung jedoch spürbar an Dynamik. Nach

ersten Hochrechnungen konnte die Verkehrsleistung

im Gesamtjahr 2011 um etwa 5 % gesteigert werden.

Gestützt auf die Mautstatistik des Bundesamtes

für Güterverkehr (BAG) haben sich dabei erneut

die die grenzüberschreitenden Verkehre dominierenden,

im Ausland zugelassenen Lkw deutlich kräftiger

entwickelt. Überdurchschnittliche Wachstumsraten

wiesen vor allem Fahrzeuge aus dem (süd-) osteuropäischen

Raum und hier insbesondere aus Rumänien

und Bulgarien auf.

Einem starken Verkehrsleistungsanstieg im Vorjahr

um 12,2 % folgte in der Binnenschifffahrt unmittelbar

zum Jahresstart 2011 ein Einbruch, als der Rhein

aufgrund eines Tankerunfalls für mehrere Wochen

gesperrt beziehungsweise nur sehr eingeschränkt

nutzbar war. Die Leistung ging um über 20 % im Vergleich

zum Vorjahresmonat zurück. In der Folgezeit

erholte sich die Entwicklung kaum. Abgesehen vom

Februar konnte in keinem Monat das Vorjahresniveau

übertroffen werden. Witterungsbedingte Einschränkungen

in Form von Hoch- beziehungsweise vor

allem Niedrigwasser erschwerten die Transportdurchführung,

sodass die Binnenschifffahrt kaum von den

kräftigen Konjunkturimpulsen profitieren konnte. Die

Einschränkungen erreichten im November ihren Höhepunkt,

als das Niedrigwasser im Rhein einen historischen

Tiefstand verzeichnete. Im Gesamtjahr 2011

brach die Verkehrsleistung nach ersten Hochrechnungen

entsprechend deutlich um über 10 % ein.

2 Ausbau der Strecken infrastruktur

(Beispiele)

2.1 Streckenausbau zwischen Glauchau-

Schön börnchen und Gößnitz mit

Erneuerung der Oberleitungsanlage

Der 11 km lange Streckenabschnitt Glauchau-Schönbörnchen

– Gößnitz ist Teil der ABS Paderborn –

Chemnitz, der Mitte-Deutschland-Verbindung, und

verbindet auch die elektrifizierten Strecken Leipzig

– Hof und Dresden – Werdau. Er wird wegen des

geringen Verkehrsaufkommens eingleisig betrieben.

Der Streckenabschnitt wurde 1983/84 als erste Strecke

der DR mit der beim Zentralen Forschungsinstituts

des Verkehrswesens (ZFIV) entwickelten Einfachfahrleitung

elektrifiziert, die für eine Befahrgeschwindigkeit

von 80 km/h geeignet ist. Die Energieeinspeisung

erfolgte vom Unterwerk (Uw) Gößnitz. Der

Oberleitung war bis zum Schaltposten Glauchau-

Schönbörnchen eine Verstärkungsleitung parallel

geschaltet. Die Konstruktion der Einfachfahrleitung

hat sich in 27 Betriebsjahren bewährt. Es traten keine

größeren Betriebsausfälle in der Folge von Störungen

auf, die durch dieses System begründet worden

wären. Mit dem Ausbau des Streckenabschnitts

erfolgte die Errichtung einer Standardoberleitung

Bauart Re 100. Im Bf Meerane wurden ein elektronisches

Stellwerk (ESTW) errichtet und die Bahnsteige

erneuert. Eine Verknüpfungsstelle SPNV/ÖPNV (Busverkehr)

gewährleistet den Fahrgastübergang zwischen

den benachbarten Verkehrsträgern. Auf einer

Länge von 1 400 m wurden Lärmschutzwände an der

78 110 (2012) Heft 3


Betrieb

Strecke errichtet. Als Besonderheit des Bauvorhabens

sei angemerkt, dass die Strecke für das bogenschnelle

Fahren mit einer Geschwindigkeit bis zu 140 km/h

trassiert ist. Die Oberleitung ist jedoch nur für eine

Geschwindigkeit von 100 km/h zugelassen. Damit

ist zunächst das bogenschnelle Fahren der ICE-T-

Züge BR 411 und 415 auf diesem Streckenabschnitt

nicht möglich. Mit der Entwicklung der genannten

Triebzüge war deren Einsatz auch auf der Mitte-

Deutschland-Verbindung vorgesehen.

2.2 Streckenausbau zwischen Hohenstein-

Ernstthal – St. Egidien mit Erneuerung

der Oberleitungsanlage

Der 7 km lange zweigleisige Streckenabschnitt Hohenstein-Ernstthal

– St. Egidien der D-W-Strecke

Dresden – Werdau ist Bestandteil der Ausbaustrecke

(ABS) Karlsruhe/Stuttgart – Nürnberg – Leipzig/

Dresden, der Franken–Sachsen-Magistrale. Er wurde

von 2010 bis Ende 2011 rekonstruiert. Der Streckenabschnitt

wurde 1965 eingleisig mit der Oberleitungsbauart

Re 120 nach dem Ezs-Zeichnungswerk

der DR elektrifiziert. Die Elektrifizierung des ergänzten

zweiten Gleises erfolgte 1976 mit einer Oberleitung

der Bauart Re 1 nach DR-M-Vorschriften.

Die Oberleitung ist für eine Geschwindigkeit von

100 km/h zugelassen. Während der vergangenen

Umbauzeit wurden bei eingleisiger Betriebsführung

alle Gleise, Signalanlagen und Oberleitungen des Bf

Hohenstein-Ernstthal sowie die Streckengleise nach

St. Egidien erneuert. Das Stellen der Beton-Oberleitungsmaste

erfolgte aus Effektivitätsgründen mit

Hubschraubern. Die Strecke ist jetzt mit der Standardoberleitung

Re 200 ausgerüstet. Am Bf Hohenstein-Ernstthal

wurden ein ESTW, neue Bahnsteige

und auf dem Gelände des ehemaligen Empfangsgebäudes

eine SPNV/ÖPNV-Verknüpfungsstelle errichtet.

Außer den Eisenbahnknoten Dresden, Chemnitz

und Zwickau sind mit der Baumaßnahme alle Abschnitte

der D-W-Strecke modernisiert.

3 Projekte (Beispiele)

3.1 Flughafen Berlin – Brandenburg International

(BBI)

3.1.1 Oberleitungsanlage

Konzept

Die zweigleisige Neubaustrecke beginnt am km 29,2

nahe des Abzweiges Glasower Damm Ost (AGD)

des Berliner Außenringes (BAR) und endet mit einem

niveaugleichen Abschluss mit zwei eingleisigen

Verbindungskurven an der Görlitzer Bahn südlich

des Bf Grünau. Sie ist einschließlich aller Weichenverbindungen

und der beiden Überholungsgleise

im Bf Berlin – Brandenburg International (BBI) elektrifiziert.

Die Streckenlänge beträgt mit dem bei

km 37,2 einseitig anschließenden Bf Schönefeld Süd

16,2 km. Der Bf Schönefeld Süd dient ausschließlich

dem Güterverkehr. Auf einer Länge von rund 3 km

verläuft die Strecke in einem Tunnel, in dem sich

die unterirdische Personenverkehrsanlage Bf BBI mit

je Richtung einem Haupt- und einem Überholungsgleis

befindet. Auf den offenen Streckenabschnitten

wurden Kettenwerksoberleitungen installiert.

Im Tunnelabschnitt, in dem die lichte Höhe über

Schienenoberkante (SO) 5,70 m beträgt, wurde eine

Stromschienenoberleitung eingebaut.

Die Strecke wurde als TEN-HGV-Strecke der Kategorie

III geplant und errichtet. Die EG-Prüfung nach

dem Teilsystem Energie wurde mit dem Ergebnis

Befahrung mit Stromabnehmern mit 1 950 mm-Wippe

möglich abgeschlossen.

Kettenwerksoberleitung

Die Kettenwerksoberleitungen wurden in den Standardbauarten

Re 200 und Re 100 ausgeführt. Als

Fahrleitungsmaste sind Betonmaste eingebaut, die

auf Rammpfahlgründungen gesetzt wurden. In den

Bereichen mit Ingenieurbauwerken, zum Beispiel

von km 29,9 bis zum Tunnelmund West bei km 32,1

kamen durchgehend Stahlmaste, Anklammerkonstruktionen

aus Stahl oder direkt am Bauwerk befestigte

Rohrschwenkausleger zum Einsatz. Für diese

Sonderfälle mussten in den Ingenieurbauwerken

die dafür erforderlichen Befestigungseinrichtungen,

überwiegend im Beton eingelassene Halfenschienen

oder Ankerbolzen, vorgesehen werden. Als Fahrdrahthöhe

ist zur Vermeidung von kurz aufeinander

folgenden Neigungswechseln des Fahrdrahtes

aufgrund mehrerer, in kurzen Abständen folgenden

Straßenüberführungen westlich sowie östlich des

Tunnels 5,30 m über längere Abschnitte festgelegt.

In den weiteren Bereichen ist die Oberleitung mit

der Regelfahrdrahthöhe von 5,50 m ausgeführt. Die

Nachspanneinrichtungen in der Trogstrecke von

km 29,9 bis zum Tunnelmund West bei km 32,1 sind

in Nischen der Bauwerke so angeordnet, dass sie den

seitlich der Gleisachse erforderlichen Aufstellraum

nicht einschränken.

Stromschienenoberleitung

Aufgrund der Vorgabe zur kostenoptimierten geometrischen

Ausführung des Tunnelbauwerkes ist für

den Tunnelbereich eine Stromschienenoberleitung

der Bauart Furrer+Frey mit Regelstützpunkten angewandt

worden. Die Übergangsbereiche Kettenwerk-

Stromschiene sind zur Minimierung von Temperatur-

und weiteren Witterungseinflüssen im Tunnel

angeordnet. Die Fahrdrahthöhe der Stromschienenoberleitung

beträgt 5,10 m.

110 (2012) Heft 3

79


Betrieb

Erdungsanlagen

Die Oberleitungsanlage wird mit der Fahrleitungsspannung

1 AC 15 kV 16,7 Hz betrieben. Sie ist für

eine Dauerstrombelastbarkeit von 560 A ausgelegt.

Im Fehlerfall beträgt der Kurzschlussstrom höchstens

25 kA. In einem Gleisabschnitt von etwa 8 km Länge

wird zur Fernbahn eine zweigleisige S-Bahn-Strecke

parallel geführt. Die S-Bahn wird mit DC 750 V betrieben.

Im Bereich des Bf BBI sind die Anlagen der

Fern- und der S-Bahn mit Gebäuden des Terminals

des Flughafens überbaut. Die elektrischen Anlagen

des Terminals und der unterirdischen Eisenbahnanlagen

werden mit 3 AC 0,4 kV 50 Hz betrieben. Für alle

elektrotechnischen Anlagen unterschiedlicher Spannungssysteme

wurde ein gemeinsames Erdungskonzept

verwirklicht, das die Betriebsbedingungen und

Anforderungen an den Schutz gegen elektrischen

Schlag für alle Betreiber der Anlagen berücksichtigt.

Zur Verhinderung der Streustromkorrosion und der

Vormagnetisierung zum Beispiel der Haupttransformatoren

der Wechselspannungs-Triebfahrzeuge der

Fernbahn durch die Gleichströme beim S-Bahnbetrieb

sind deren Rückleitungen für den Triebstrom

elektrisch getrennt ausgeführt.

Im Flughafen werden gegenüber elektrischen und

magnetischen Feldern sensibel reagierende technische

Geräte betrieben. Das Erdungskonzept musste

deshalb um ein Konzept zur Gewährleistung der

elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) ergänzt

werden. Das EMV-Konzept sieht unter anderem

vor, dass im Tunnelbereich in der Nähe der Deckenstromschiene

zusätzlich zum ohnehin vorhandenen

Rückleiterseil ein zusätzlicher Kompensationsleiter

eingebaut wurde.

Bahnenergieversorgung und Schaltung der

Oberleitungsanlage

Die neue Strecke wird zweiseitig und quergekuppelt

durch die im zentralen Bahnenergienetz angeordneten

Schaltanlagen Uw Grünauer Kreuz und Schaltposten

(Sp) Glasower Damm mit elektrischer Energie

1 AC 15 kV 16,7 Hz gespeist. Die Einspeisepunkte

befinden sich vom Sp Glasower Damm außerhalb

der neuen Strecke bei km 28,6 des BAR, für das Uw

Grünauer Kreuz km 40,5 beim Abzweig Bohnsdorf

West. Die Verbindungskurven südlich des Bf Grünau

gehören im Ergebnis des Vorhabens BBI neu mit zum

Inselspeiser Grünauer Kreuz.

Die Oberleitungsspannungsprüfeinrichtung

(OLSP) erfordert schaltbare Längsunterteilungen der

Oberleitung. Westlich des Tunnels bei km 31,8 wurde

dafür die erforderliche Nachspannung als Streckentrennung

ausgeführt, die Fahrleitungsschalter

für die Längskupplung besitzt. Östlich des Tunnels

übernimmt die Funktion der Längstrennung eine

Streckentrennung, die als Schaltabschnittsgrenze

zwischen dem Bf BBI und der freien Strecke Richtung

Görlitzer Bahn dient.

Sonstiges

Die neue Eisenbahnanlage Flughafen BBI verläuft

über eine Länge von rund 3 km in einem Tunnel. Er

besitzt keine Längsneigung. Es wurden deshalb Notausstiege

in Abständen von höchstens 500 m angeordnet.

Der Tunnel besitzt neun Notausstiege beziehungsweise

Feuerwehrzugänge. Eine Voraussetzung

für die Durchführung von Rettungsmaßnahmen in

dem Tunnel im Ereignisfall ist, dass eine OLSP gemäß

der Richtlinie 997.9117A00 vorhanden ist. Jeder

Notausstieg ist mit einer OLSP-Bedieneinrichtung

ausgerüstet.

Berührungsschutzeinrichtungen als Schutzeinrichtung

gegen den elektrischen Schlag gemäß

EN 50122-1 wurden an den Straßenüberführungen

und an den Tunnelmündern im Bereich der Oberleitung

angebracht. Ebenso wurden in dem offenen Betontrog,

der dem Tunnelmund West vorgelagert ist,

diverse Berührungsschutzeinrichtungen erforderlich.

In der Regel sind Berührungsschutzeinrichtungen

eingebaut, die der Bauart für öffentlichen Bereich

nach Richtzeichnung Elt 2 beziehungsweise der Regelzeichnung

Ebs 02.05.19, Bauart b entsprechen.

Im Bereich der Berührungsschutzeinrichtungen auf

den Troglängsseiten kamen auch Oberleitungsausleger

in geerdeter Ausführung zur Sicherstellung

der erforderlichen Abstandsmaße gegenüber spannungsführenden

Anlagenteilen zur Anwendung.

3.1.2 3 AC 50 Hz-Anlagen für Mittel und Niederspannung

Die unterirdischen Personenverkehrsanlagen des Bf

BBI, die auch mit einem Teil der Flughafenterminals

überbaut sind, und die Tunnelstrecken sind mit

Elektroenergie 3 AC 0,4 kV 50 Hz zu versorgen. Zu

den Verbrauchern in den Personenverkehrsanlagen

gehören alle Beleuchtungsanlagen, Entrauchungsund

Lüftungsanlagen, Fahrgastinformationssysteme

sowie Telekommunikationseinrichtungen. In

den Tunnelabschnitten sind alle leit- und sicherungstechnischen

sowie Beleuchtungsanlagen zu

versorgen.

Die Elektroenergie 3 AC 0,4 kV 50 Hz wird von

20/0,4-kV-Trafostationen bereitgestellt, die über eine

einsystemige Ringkabelverbindung von zwei unterschiedlichen

Umspannwerken 3 AC 110/20 kV 50 Hz

des vorgelagerten Verteilernetzbetreibers versorgt

werden. Die beiden Umspannwerke können jedoch

nicht über die Mittelspannungs-Kabelverbindung

parallel geschaltet werden. Es muss immer eine

Trennstelle zwischen den Umspannwerken vorhanden

sein. Die Schaltanlagen des Niederspannungsnetzes

im Tunnelbereich sind untereinander über

Niederspannungskabel miteinander verbunden. Sie

können von zwei unterschiedlichen 20/0,4-kV-Trafostationen

zweiseitig jeweils im Stich versorgt wer-

80 110 (2012) Heft 3


Betrieb

den. Zwischen den beiden Einspeisungen muss im

Niederspannungsnetz immer eine elektrische Trennung

vorhanden sein.

Das im Bf BBI zusätzlich installierte Netzersatzaggregat

dient der Energieversorgung sicherheitsrelevanter

Anlagen, wie zum Beispiel der Sicherheitsbeleuchtung

und der Entrauchungsanlagen im

Störungsfall. Das Netzersatzaggregat ist so konzipiert,

dass es die Anforderungen an eine Sicherheitsstromversorgung

erfüllt. Dazu gehören unter anderem

eine kurze Hochlaufzeit und die Anschaltung der

Verbraucherstromkreise. Das Niederspannungsnetz

im Tunnelbereich verfügt somit über drei Einspeisemöglichkeiten.

Bild 1 zeigt einen schematischen

Übersichtsplan der Energieversorgung 3 AC Mittelund

Niederspannung 50 Hz.

Bild 1:

Schematischer Übersichtsplan

der Energieversorgung

3 AC Mittel- und

Niederspannung 50 Hz

für den Bf BBI (Grafik:

DB Energie)

3.2 Fertigstellung des viergleisigen Ausbaus

der Strecke Augsburg – München

Mit Aufnahme des Hochgeschwindigkeitsbetriebs

auf dem Abschnitt Augsburg – Olching zum Fahrplanwechsel

im Dezember 2011 wurde die Erweiterung

der ABS 29 auf vier Gleise abgeschlossen [1].

Der Teilabschnitt Olching – München ist bereits seit

Inbetriebnahme der S-Bahn, der Teilabschnitt Augsburg

– Mering seit Dezember 2008 viergleisig in

Betrieb. Im Dezember 2011 folgten dann die Gleise

für den Hochgeschwindigkeitsverkehr zwischen

Mering und Olching. Bild 2 zeigt die Streckenübersicht.

Die Strecke ist Teil der HGV-Magistrale Paris

– Straßburg – München – Wien – Budapest. Der

viergleisige Ausbau verbessert die Verkehrsbedingungen

im Nah-, Fern- und Güterverkehr, erhöht

die Kapazität von 300 auf 600 Züge je Tag, steigert

die Geschwindigkeit auf 230 km/h und reduziert die

Fahrzeit der schnellen Züge um 2 min. Bild 3 vermittelt

einen Eindruck zur Auslastung der Strecke

bei Olching.

Zwischen Augsburg und Olching wurden auf

43 km Streckenlänge zwei zusätzliche Gleisachsen für

den Hochgeschwindigkeitsverkehr mit 230 km/h neu

gebaut. Im Bauvorhaben wurden 90 km Kettenwerk

der Oberleitungsbauart Re 200mod für 230 km/h,

110 km Kettenwerk der Oberleitungsbauart Re 200

für den Nah- und Güterverkehr und 10 km Kettenwerk

der Oberleitungsbauart Re 100 für Nebengleise

zusammen mit den erforderlichen Speise- und Verstärkungsleitungen

verlegt. Die Schaltposten Augsburg

Süd und Mering wurden neu errichtet. Das

Unterwerk Nannhofen wurde durch Ausbau der

Reservezelle zum Oberleitungsabzweig, Tausch der

Leistungsschalter für den höheren Kurzschlussstrom

durch die engere Vermaschung des Oberleitungsnetzes,

Einbau von Sammelschienenerder in den

15 kV-Teil der Schaltanlage und die Erneuerung der

Stationsleittechnik ertüchtigt.

110 (2012) Heft 3

3.3 Viergleisiger Ausbau der Strecke

Nürnberg – Fürth

Zum Fahrplanwechsel im Dezember 2011 ging der

Abschnitt Nürnberg – Fürth der Neu- und Ausbaustrecke

Nürnberg – Ebensfeld – Erfurt in Betrieb (Bild 4).

Als Teil des Verkehrsprojektes 8 der Deutschen Einheit

ABS Nürnberg – Ebensfeld – Erfurt – Leipzig / Halle – Berlin

wird die bestehende Strecke Nürnberg – Bamberg

ausgebaut [2]. Das Projekt ist Teil der europäischen

Magistrale Skandinavien – Italien innerhalb des Europäischen

Hochgeschwindigkeitsnetzes. Zwischen

Nürnberg und Fürth verkehren zusätzlich zu den

Zügen Nürnberg – Berlin auch die Züge der Relation

Bild 3:

Hochbetrieb bei Olching, links im Bild neue Gleise (Foto: DB).

Bild 2:

Ausbaustrecke Augsburg

– Olching (München)

(Grafik: DB).

81


Betrieb

Mit dem Fahrplanwechsel im Dezember 2010 wurde

bereits das Nordgleis als S-Bahngleis mit rund 7,7 km

langer neuer Strecke zwischen Nürnberg Hbf und

Fürth Hbf bespannt mit Oberleitung Re 200 in Betrieb

genommen. Mit dem Fahrplanwechsel im Dezember

2011 folgte das rund 6,1 km lange Südgleis zwischen

Nürnberg Hbf und Fürth mit Oberleitung Re 200.

Bild 4:

Neue viergleisige Strecke

zwischen Nürnberg und

Fürth, Blick in Richtung

Fürth (Foto: DB).

Bild 5:

Übersichtsschaltplan

Bf Halbe mit Einspeisungen

vom Schaltposten

(Grafik: DB).

Nürnberg – Frankfurt und regionale Reisezüge. Entsprechend

den prognostizierten Streckenbelegungen

des Bundesverkehrswegeplanes werden 2025 auf den

vier Streckengleisen rund 450 Züge pro Tag fahren.

Die Aufgabenteilung für die vier Streckengleise

sieht vor:

• Südgleis: Schienenfernverkehr (SPFV) und Schienenpersonennahverkehr

(SPNV), vorrangig von

Würzburg in Richtung Nürnberg

• Gleis Fürth – Nürnberg Hbf: SPFV und SPNV in

Richtung Nürnberg

• Gleis Nürnberg Hbf – Fürth: SPFV und SPNV in

Richtung Fürth

• Nordgleis: beide Fahrtrichtungen der S-Bahn

Nürnberg – Bamberg

3.4 ABS Berlin – Cottbus, Maßnahme

Königs Wusterhausen – Lübbenau

Auf dem Streckenabschnitt Königs Wusterhausen –

Lübbenau der Strecke Berlin – Cottbus wurde zur Erhöhung

der Streckengeschwindigkeit auf 160 km/h

die vorhandene Oberleitungsanlage der Bauart Re 2

nach DR-M aus dem Jahr 1989 mit Betonmasten im

Wesentlichen komplett neu errichtet. Dabei kam die

Standardoberleitungsbauart Re 200 auf einer Streckenlänge

von 60 km zum Einsatz. Es wurden 1 700

Oberleitungsmaste einschließlich der Fundamente

errichtet und 145 km Kettenwerk erneuert. In Bahnhofsbereichen

wurden die Quertragwerke aufgelöst

und durch Einzelmaste ersetzt. Die neuen Maste

wurden komplett in Beton-Einzelmastbauweise mittels

Rammgründung errichtet. Bei sehr schwierigen

Baugrundverhältnissen kam die Bohrpfahlgründung

zum Einsatz. Die Erneuerung der Oberleitungsanlage

wurde von der Bundesregierung aus Mitteln

82 110 (2012) Heft 3


Betrieb

des Konjunkturpaketes 1 in Höhe von 28 Mio. EUR

finanziert. In Bild 5 ist der Übersichtsschaltplan des

Bf Halbe mit den Einspeisungen in die Oberleitungsanlage

vom Sp Halbe dargestellt.

4 Technik Netz

4.1 Umsetzung DIN EN 50119

Mit der Einführung der DIN EN 50119 (VDE 0115

Teil 601):2010-05 gelten nach Kapitel 6 dieser Norm

geänderte Vorgaben zur statischen Bemessung der

Trageinrichtungen. Wurden bisher Teilsicherheitsbeiwerte

nur materialseitig berücksichtigt, sind jetzt

material- und lastseitige Teilsicherheitsbeiwerte vorgeschrieben.

Für neu zu errichtende Anlagen ist

deshalb das Regelwerk der DB Netz nachzuführen.

Die für die DB geltenden Einzelheiten, zum Beispiel

die Vorgaben für Windlasten, sind im Nationalen Anhang

DIN EN 50119, Beiblatt 1:2011-04 enthalten.

Zurzeit werden die zulässigen Momente der Masten

für die Oberleitungsanlage neu ermittelt. In diesem

Zusammenhang werden die unterschiedlichen Mastsortimente

der geschweißten und genieteten Maste

zusammengeführt. Dabei werden die Masten mit

Winkelprofilen 120 x 11 und 120 x 13 zusammengefasst

und durch das Profil 120 x 12 ersetzt. Allein mit

der Zusammenführung der beiden Mastsortimente

müssen rund 700 Zeichnungen berichtigt oder

komplett neu erstellt werden. Das Zusammenführen

der Mastsortimente wird das Regelwerk deutlich

verschlanken.

4.2 Oberleitungsanlagen für den Einsatz auf

interoperablen Strecken

Die Oberleitungsbauarten der DB für Fahrgeschwindigkeiten

bis 230 km/h waren technisch bisher

nur für die Befahrung mit dem 1 950 mm breiten

Wippenprofil nach DIN EN 50367 (VDE 0115

Teil 605):2006-11, Bild B.3, ausgelegt und gemäß

der TSI für das Teilsystem Energie des transeuropäischen

Hochgeschwindigkeitsbahnsystems [3] zertifiziert.

Für konventionelle Strecken gilt seit 2011 die

TSI für das Teilsystem Energie des konventionellen

Eisenbahnsystems [4]. Die technischen Parameter

der DB-Oberleitungsbauarten für Geschwindigkeiten

bis 230 km/h waren deshalb für die zusätzliche

Anwendung der 1 600 mm breiten Eurowippe

nach DIN EN 50367 (VDE 0115 Teil 605):2006-11,

Bild A.7, zu erweitern; die Baumusterzertifizierung

war dafür bei Eisenbahn-Cert (EBC) zu beantragen.

Für die Regelbauarten Re 100 und Re 200 wurde

die Zertifizierung ausgesprochen. Die seitenhalterlose

Bauart Re 200 für Tunnel, beschrieben in [5],

110 (2012) Heft 3

ist im Zertifikat für die Re 200 enthalten und kann

wie geplant im alten Schlüchterner Tunnel errichtet

werden (Bild 6).

4.3 Bahnerdungsleitungen

Das wegen Kupfer-Diebstählen eingeführte Sortiment

von Bahnerdungsleitungen aus Aluminium

und Stahl wurde um zwei montagefreundliche Varianten

erweitert. Die Verlegung der Kabel an den

Schwellen oder die Herstellung von kurzen Erdungsverbindern

zum Beispiel an Geländern oder an

Schallschutzwänden wird dadurch verbessert.

5 Bahnenergieversorgung

5.1 DB Energie 16,7 Hz

5.1.1 Energieerzeugung

Am Standort Bremen erfolgte am 18.11.2011 die

Grundsteinlegung für ein hocheffizientes und flexibles

Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerk (GuD) mit

einer Leistung von rund 445 MW, das Ende 2013 in

Betrieb gehen soll. An dem Gemeinschaftskraftwerk

ist DB Energie beteiligt und bezieht künftig einen

Leistungsanteil von 165 MW. Die Einspeisung in das

Bahnenergienetz 2 AC 110 kV 16,7 Hz erfolgt über den

bestehenden Bahnumrichter und einen neu zu errichtenden

Umrichter, der bereits ausgeschrieben ist.

Im Jahr 2011 hat die DB Energie mit Hoher Fläming

(Januar) und Elsdorf II (November) zwei neue

Windparks mit zusammen 13 Windkraftanlagen in

Betrieb genommen. Mit den 20 Windrädern in Märkisch-Linden

(März 2010) bezieht DB Energie aus

Windkraftanlagen pro Jahr nun 3 AC Mittelspannung

50 Hz Elektroenergie in Höhe von 104 GWh. Diese

Bild 6:

Seitenhalterlose Oberleitungsbauart

Re 200

(Grafik: DB).

83


Betrieb

Als Ersatz für die dezentralen Umformerwerke

(dUfw) Adamsdorf und Rostock wurden im Berichtsjahr

dezentrale Umrichterwerke (dUrw) an

gleichen Standorten errichtet. Sie sollen planmäßig

im Frühjahr 2012 in Betrieb gehen. Die noch

vorhandenen fahrbaren Synchron-Synchron-Umformer

aus den 1980er Jahren werden damit durch

Umrichter ersetzt.

5.1.2 Bahnenergieübertragung

Das Bahnenergieübertragungsnetz 2 AC 110 kV 16,7 Hz

ist in Bild 9 mit Stand vom 31.12.2011 dargestellt.

Bild 7:

Umrichterwerk Köln

(Foto: DB Energie).

Bild 8:

Umrichterwerk

Neckarwestheim

(Foto: DB Energie).

Energiemenge reicht aus, um mehr als 20 000 Haushalte

zu versorgen. Es kann die Emission von

51 000 t CO 2

verhindert werden.

Im zentralen Bahnenergienetz sind die Umrichter

von Converteam/BBRail in Köln im November 2011

in Betrieb gegangen (Bild 7). Am Gemeinschaftskraftwerk

Neckarwestheim (GKN) haben zwei ABB-

Umrichter ebenfalls im November 2011 den Betrieb

aufgenommen (Bild 8). Aufgrund der neuen Vorgaben

zum Atomausstieg gingen 2011 in Neckarwestheim

Block I und der angeschlossene Bahnstromgenerator

endgültig vom Netz.

In Nürnberg hat E.ON für die Bahnenergieversorgung

zwei Umrichter 3 AC 110 kV 50 Hz/2 AC

110 kV 16,7 Hz von Siemens errichtet. Beide Umrichter

befinden sich im Testbetrieb. Das Umformerwerk

(Ufw) Nürnberg wurde am 15. Dezember außer

Betrieb genommen.

5.1.3 Schaltanlagen

Im Bestandsnetz konnten 2011 insgesamt 14 Bahnstromschaltanlagen

(Unterwerke, Schaltposten

und Kuppelstellen) fertiggestellt und in Betrieb

genommen werden. Für den Anschluss der Umrichterwerke

mussten die Schaltanlagen 3 AC 50 Hz

und 2 AC 16,7 Hz neu errichtet werden. In Neckarwestheim

wurde dazu die erste Schaltanlage

3 AC 400 kV 50 Hz im Bestand der DB Energie errichtet.

Die Schaltanlage hat einen Kabelanschluss

an das GKN II. In Köln, Adamsdorf und Rostock

wurden die Schaltanlagen 3 AC 110 kV 50 Hz für

den Umrichteranschluss neu gebaut. Die Umrichter

in Adamsdorf und Rostock besitzen auf der Seite

1 AC 15 kV 16,7 Hz keine Transformatoren. Der Umrichter

stellt die Fahrdrahtspannung direkt über eine

Drosselspule bereit.

Neue Unterwerke (Uw) entstanden in Nürnberg

als Ersatz des Unterwerkes, das mit dem Ufw Nürnberg

außer Betrieb genommen wurde, und in Freihalden.

Das Uw Freihalden löste das Uw Gabelbach,

das seit 1978 mit dem fahrbaren fUw 32 betrieben

wurde, ab. Das fUw 32 wird vor Ort verschrottet.

In Leipzig und Neukieritzsch wurden neue

Schaltposten errichtet. Kompletterneuerungen von

Unterwerken gab es in Bingen, Barnstorf, Garßen

und Oberdachstetten, von Schaltposten in Guntershausen,

Bentheim, Calau, Radebeul-Zitzschewig,

Böblingen und Bietigheim und von Kuppelstellen in

Bensheim, Hünfeld, Stadtallendorf, Bramstedt und

Lemförde. Im Uw Oberdachstetten wurde erstmals

ein Luft-Erdwärmetauscher zur Hochbautemperierung

eingesetzt. Erfahrungen mit diesen Systemen

liegen in Bahnenergieschaltanlagen bisher noch

nicht vor. Im Uw Rudersdorf wurden die 110-kV-

Anlage und im Uw Duisburg die 110-kV-Anlage in

zwei Sammelschienenabschnitten sowie die 15-kV-

Schaltanlage komplett erneuert. Die Erneuerung

der Unterwerke Löhne, Nörten-Hardenberg und

Rotenburg wurde 2011 noch nicht vollständig

realisiert.

84 110 (2012) Heft 3


Betrieb

Bild 9:

Bahnenergieübertragungsnetz 2 AC 110 kV 16,7 Hz (Grafik: DB Energie).

110 (2012) Heft 3

85


Betrieb

Teilerneuerungen wurden im dUfw Stralsund

(15-kV-Schaltanlage, 15-kV-Schutz), in den Uw

Ihringshausen, Vaihingen und Wiesental sowie den

Sp Hanau und Ubstadt-Weiher (Sekundärtechnik)

durchgeführt.

5.1.4 Netzleittechnik

Im Laufe des Jahres 2011 wurden die leittechnischen

Einrichtungen des neu errichteten Urw Neckarwestheim

in Betrieb genommen. Dabei wurde

Bild 10:

Fahrleitungsanlage am Haltepunkt Waßmanns dorf (Foto: I.NP-O-6 S).

Bild 11:

Videomessfahrt, Stromabnehmerlauf (Foto: I.NP-O-6 S).

in mehrfacher Hinsicht Neuland beschritten. Durch

die Firma ABB wurde erstmals ein Umrichterwerk

mit übergeordneter Leittechnik auf Basis des Standard

Netzleitsystems MicroScada ausgerüstet. Zur

Einsatzsteuerung der installierten Umrichterleistung

wurde ein Einsatzrechner der Firma EMIS auf Basis

einer redundant ausgeführten speicherprogrammierbaren

Steuerung (SPS) SIMATIC S7 entwickelt

und installiert. Das Leitsystem des Umrichterwerkes

integriert erstmalig die Leitrechner der Umrichtersteuerung

und die übergeordnete Leitebene.

Dadurch konnte eine Bedienebene entfallen. Zu

den Einrichtungen der Stationsleittechnik für beide

Schaltanlagen wurden Schnittstellen mit dem

Normprotokoll IEC 60870-5-104 eingerichtet. Für

die Schaltanlage 3 AC 400 kV 50 Hz hat die Firma

Kayser-Threde erstmalig Stationsleittechnik für eine

dreipolige Schaltanlage realisiert.

Der Einsatzrechner dient dazu, die Wirkleistung

der Umrichter optimiert einzusetzen. In Neckarwestheim

gibt es die vertragliche Besonderheit,

dass der DB Energie ein vereinbarter Anteil an der

Energieerzeugung des Kernkraftwerks zur Verfügung

gestellt wird. Die maximale Blockleistung

des Kraftwerkes ist unter anderem von der Menge

und der Temperatur des Kühlwassers, das dem Neckar

entnommen wird, abhängig. Damit schwankt

auch der Leistungsanteil, der der DB zur Verfügung

gestellt werden kann. Ebenso müssen Sonderfälle

wie eine zeitweilige Primärregelung des Blockes

für EnBW oder auch die Betriebsart Minutenreserve

berücksichtigt werden. Der Anteil der DB

an der Blockleistung wird nur teilweise in Bahnenergie

2 AC 110 kV 16,7 Hz umgewandelt. Unter

Berücksichtigung dieser Bedingungen optimiert die

SPS die Wirkleistung des Umrichterwerkes auf der

Grundlage eines Viertelstundenfahrplans. Sie erhält

dazu Mess- und Zählwerte aus dem Kernkraftwerk.

Die Bedienung erfolgt nicht mehr durch die Blockwarte

des GKN, sondern ausschließlich durch die

Hauptschaltleitung der DB Energie.

Das in Frankfurt am Main seit 2010 betriebene

zentrale Datenbanksystem der Firma PSI wurde im

Laufe des Jahres 2011 an alle sieben Zentralschaltstellen

angeschlossen. Die Anbindung der Hauptschaltleitung

erfolgt im Rahmen ihrer Erneuerung.

Das Datenbanksystem unterstützt die Anwender

in den Leitstellen durch verschiedene Funktionen.

Dazu gehört unter anderem die Datenhaltung

zur Ermittlung der Qualitätskennzahl Versorgungssicherheit

Bahnenergie, die Aufbereitung der instandhaltungsrelevanten

Prozessinformationen

aus den Leitsystemen und die Weiterleitung zum

Instandhaltungs-Planungssystem (SAP PM) sowie

die Generierung und das Versenden von Berichten

zum Beispiel über Störungen im Oberleitungsnetz.

Das System wird schrittweise um neue Funktionalitäten

ergänzt.

86 110 (2012) Heft 3


Betrieb

5.2 DC S-Bahn Berlin

Mit der Inbetriebsetzung der S-Bahn-Neubaustrecke

vom Bf Berlin-Schönefeld nach Bf Flughafen Berlin

Brandenburg International (BBI) über den Haltepunkt

Waßmannsdorf wurde das Streckennetz der Berliner

S-Bahn um 8 km erweitert. Die zweigleisige Strecke

wird über die zwei neuen Gleichrichterunterwerke

(GUw) Waßmannsdorf und Flughafen Terminal mit

Bahnenergie DC 750 V versorgt. Die Gleichrichterunterwerke

wurden in der aktuellen Bauart entsprechend

Konzept 1/99 errichtet. Sie sind vom

GUw Schönefeld aus über eine Doppelstich-Kabelverbindung

an das S-Bahn-eigene zentrale Kabelnetz

3 AC 30 kV 50 Hz angeschlossen. Perspektivisch wird

die Energieversorgung der neuen Gleichrichterunterwerke

auch aus einem weiteren Teil des zentralen

Netzes über eine neue Kabelverbindung zwischen

dem GUw Blankenfelde und dem GUw Waßmannsdorf

erfolgen können. Das GUw Blankenfelde gehört

zur Energieversorgung der S-Bahnstrecke S2 Süd.

16 km neue Fahrleitungsanlagen mit Aluminiumverbundstromschiene

und parallelen Rückleitern sichern

die Bereitstellung der Traktionsenergie zum

Triebfahrzeug anforderungsgerecht (Bild 10). Im

Rahmen der Inbetriebsetzung des neuen Streckenabschnitts

werden zum Nachweis der ordnungsgemäßen

Funktion der Fahrleitungsanlage unter

Betriebsbedingungen Videofahrten durchgeführt

(Bild 11). Dabei werden die Bewegung des Stromabnehmers

und eventuell auftretende Lichtbögen beim

Stromabnehmerlauf beobachtet und ausgewertet.

Aufgrund der Profileinschränkung der Brücke

über die Dorfstraße am Haltepunkt Waßmannsdorf

musste eine dauerhaft unter Spannung stehende

Brückenleitschiene eingesetzt werden (Bild 12). Zur

Lieferung der hierfür notwendigen Ausrüstung wurde

vom Systemlieferant der Stromschienentechnik

eine Zulassung für neue Träger nach einjähriger

Erprobung erworben. Das Gesamtsystem wurde im

Rahmen der Inbetriebsetzung im August 2011 erfolgreich

getestet und für den Dauerbetrieb zugelassen.

Mit der Aufnahme des regulären S-Bahnbetriebes

im Juni 2012 werden dann abschließend alle

belastungsabhängigen Tests mit Herstellung sämtlicher

zulässiger Schaltzustände in den Gleichstromunterwerken

abgeschlossen.

Im Rahmen des Bauvorhabens Grunderneuerung

Bf Ostkreuz werden eine Vielzahl von Bauzuständen

mit Auswirkungen auf die S-Bahn-Energieversorgungsanlagen

erforderlich. Im Dezember 2011

wurden die ersten Bauzustände auf der Stadtbahn

hergestellt. Es wurde die Einspeisung der Strecke

nach Erkner für die nächsten Jahre so verändert,

dass auf der gesamten Strecke ein Inselbetrieb mit

den S-Bahnzügen der BR 485 möglich ist. Für alle

Bauzustände sind Anpassungen der Streckeneinspeisungen

DC 750 V von den Gleichrichterunterwerken

110 (2012) Heft 3

erforderlich. Dabei können sich auch die Kurzschlussverhältnisse

in den Speiseabschnitten ändern.

Die sichere Erfassung von Kurzschlussströmen und

deren zuverlässige Abschaltung sind jeweils durch

den Errichter der Anlagen nachzuweisen. Für April

2012 ist die Inbetriebnahme des neuen Ringbahnhofes

am Ostkreuz geplant.

Im gesamten S-Bahn-Netz wurden die Fahrleitungsanlagen

in 15 Einzelbauvorhaben im Rahmen

von Oberbauerneuerungen, komplexen Bauvorhaben

wie die Grunderneuerung der Strecke S9

Süd, Weichen- und Brückenerneuerungen sowie

Bild 12:

Unter Spannung stehende Brückenleitschiene am Haltepunkt Waßmannsdorf (Foto: I.NP-O-6 S).

Bild 13:

ICE-Instandhaltungswerk in Frankfurt-Griesheim, Fahrzeughalle, Einfahrt vom Gleisvorfeld

(Foto: BBRail).

87


Betrieb

Bild 14:

ICE-Instandhaltungswerk

in Frankfurt-

Griesheim, Instandhaltungsgleis

mit

Überwachungsmonitor

(Foto: BBRail).

der Inbetriebnahme von neuen Unterzentralen

elektronischer Stellwerke in Schönefeld und Waidmannslust

erneuert oder den neuen technischen

und betrieblichen Verhältnissen angepasst. In 2011

konnte im zentralen Kabelnetz 3 AC 30 kV 50 Hz

die Grunderneuerung des Abschnittes Markgrafendamm

– Lichtenberg mit drei Systemen planmäßig

beendet werden.

Die Streckeninfrastruktur der Bahnenergieversorgung

der Berliner S-Bahn besteht mit

Stand vom 31.12.2011 aus drei Abnehmeranlagen

3 AC 110/30 kV 50 Hz, 691 km Kabelanlagen

3 AC 30 kV 50 Hz, 86 Gleichrichterunterwerke und

734 km Stromschienenfahrleitung.

6 Maschinelle Anlagen, Werke

und Werkstätten – ICE-Werk

Frankfurt-Griesheim

Die Deutsche Bahn (DB) hat das ICE-Instandhaltungswerk

in Frankfurt-Griesheim um eine neue

Halle, die 238 m lang ist, erweitert (Bild 13). Die

Bauzeit betrug 18 Monate. In dem Werk werden

überwiegend die mehrsystemfähigen ICE 3-Züge

der BR 406 und später auch der BR 407 beheimatet,

die im internationalen Verkehr zum Beispiel

nach Paris, Brüssel, Amsterdam, Wien und Bern

eingesetzt werden. Mit dem neuen Werk wurde die

Instandhaltungskapazität in Frankfurt verdoppelt.

Es ist so konzipiert, dass auch die bereits bei der

Bahnindustrie bestellten Triebzüge ICx instandgehalten

werden können. Das Werk besitzt die technischen

Einrichtungen, die zur Instandhaltung von

Triebfahrzeugen, die mit den Systemspannungen

AC 15 kV 16,7 Hz, AC 25 kV 50 Hz, DC 1,5 kV und

DC 3,0 kV sowie bei unterschiedlichen Signalsystemen

betrieben werden können, erforderlich sind. In

dem Werk wurde bereits 2006 eine Mehrspannungs-

Energieversorgungsanlage für die genannten Systemspannungen

in Betrieb genommen [6]. Diese

Anlage musste um die Einrichtungen ergänzt werden,

die zum Betrieb der neuen Werkhalle erforderlich

sind. Die Oberleitung ist auf dem Gleisvorfeld in

der Standardbauart Re 100 und in der Werkhalle als

Deckenstromschiene errichtet. Die Leittechnik der

Anlage steuert den Betrieb der Oberleitungsanlage

mit der jeweils erforderlichen Systemspannung,

die Erdung der Oberleitungsspeiseabschnitte in der

Werkhalle und realisiert weitere Maßnahmen zum

Schutz gegen elektrischen Schlag für einen sicheren

Zugang zu den Arbeitsbühnen. Eines der drei Instandhaltungsgleise

(Bild 14) besitzt auf jeder Seite

jeweils 16 Hebeböcke, mit denen ein Achtwagen-

Zug angehoben werden kann. Alle Drehgestelle können

zum Beispiel in einem Arbeitsgang ausgetauscht

werden. In einem Klimaanlagenprüfraum kann die

Funktion von Klimaanlagen bei Temperaturen von

bis zu 45 °C getestet werden. In dem Werk sind etwa

100 Mitarbeiter beschäftigt.

7 Die DB Systemtechnik auf dem

Weg zu einer neuen Identität,

zu neuen Märkten und neuen

Perspektiven

Der europäische Markt für Bahntechnologie ist seit

Jahren auf Wachstumskurs. Dabei haben sich aber

die Randbedingungen im Eisenbahnsektor insbesondere

im Rollenspiel zwischen Betreibern, Herstellern

und Behörden entscheidend verändert. Eine Vielzahl

neuer Betreiber erhöht den Wettbewerb, die

Eisenbahn wird bunter und internationaler. Neue

Züge, neue Infrastrukturen und Systeme müssen

konzipiert, entwickelt und getestet werden, um die

Zulassung zu erhalten. Bestehende Systeme müssen

instand gehalten und an die neuen Anforderungen

des Marktes bzw. der Kunden angepasst werden.

Was vor einigen Jahren noch nicht absehbar war,

ist die Tatsache, dass Hersteller und Betreiber gleichermaßen

– besonders im Bereich Prüfungen und

Versuche, aber künftig auch vermehrt bei Konstruktion

und Engineering – Unterstützung benötigen

und immer mehr Dienstleistungen einkaufen. Dies

führt auch zu neuen Anforderungen an die Ingenieurdienstleister.

Die Deutsche Bahn (DB) hat sich daher im Herbst

2011 entschlossen, die DB Systemtechnik als Anbieter

von eisenbahntechnischem Spezial-Knowhow

als eigenständige Gesellschaft auszugliedern mit

dem Auftrag, ihr Leistungsspektrum dem nationalen

88 110 (2012) Heft 3


Betrieb

Dimensionierung der Anlagentechnik: Erstellung der technischen Anforderungen

im Rahmen der Ausrüstungsbeschaffung und für die Diemener Werkstatt

der Metro Amsterdam (Foto: DB Systemtechnik).

Leistungsbeschreibung und Fertigung der Testkörper für die Radsatzprüfanlage

zur Instandhaltung des Velaro RUS (Foto: DB Systemtechnik).

Messkampagne im Rahmen des Projektes Leiser Zug auf realem Gleis

(Foto: DB Systemtechnik).

Umbau des Rad-Schiene-Systemprüfstands in Brandenburg-Kirchmösser zur

zusätzlichen Nutzung als Linearprüfstand für bis zu 3,6 m lange und 1 t schwere

Fahrwegkomponenten (Foto: DB Systemtechnik).

Gemeinsame Messkampagne von DB, ÖBB und SBB zur Validierung von

Inhalten der TS 50238-2 Kompatibilität zwischen Fahrzeugen und Gleisstromkreisen

der Infrastruktur (Foto: DB Systemtechnik).

Designstudie IC-Modernisierungsprojekt am Beispiel der neuen Großraum-Sitzlandschaft

1. Klasse Apmz 119 (Foto: DB Systemtechnik).

110 (2012) Heft 3

89


Betrieb

TABELLE 1

Die Produkte der DB Systemtechnik.

Ingenieurdienstleistungen

Fachtechnisches Engineering

Konstruktion

Instandhaltungstechnik

Zulassung/Prüfung Komponenten

Zulassung/Prüfung Fahrzeuge

Zulassung/Monitoring Infrastruktur

TSI-Zertifizierung

Metrologie (inkl. Kalibriertechnik und -prozesse)

Mess- und Diagnosetechnik

Technisches Flottenmanagement / Betreuung Produktionsmittel

Beschaffungsbegleitung

Durchführung von Studien und Expertisen

Unfallanalyse

Vertretung in nationalen und internationalen Gremien

Lieferantenqualifizierung

Betrieblich technisches Regelwerk

Betreuung von IT-Systemen für Fahrzeuge

Konstruktionsunterstützung Neufahrzeug

Konstruktion Bauartänderung

Redesign von Fahrzeugen

Schaden- und Unfallsanierung

Planung und Beratung zur Infrastruktur der Fahrzeuginstandhaltung

Technologieberatung in der operativen Fahrzeuginstandhaltung

Entwicklung und Betreuung von Instandhaltungsverfahren

Entwicklung und Betreuung von Prüf- und Diagnoseanlagen in der Instandhaltung

Optimierung von Instandhaltungsprogrammen inkl. Erstellung von Arbeitsanweisungen

Prozessoptimierung und Betreuung von IT-Systemen zur Unterstützung der Fahrzeuginstandhaltung

Zulassungsmanagement, Prüfung und Zertifizierung

Zertifizierung Komponente / Werkstoff / Betriebsstoff

Versuch im Labor

Gutachten

Zulassung Fahrzeug

Zulassungsmanagement

Versuch auf der Strecke

Sicherheitsbewertung gemäß EG-Verordnung 352/2009 (CSM-VO)

Risikobewertungen (Gefährdungsidentifikation bis Risikobeherrschung / Sicherheitsnachweis)

Gutachten

Bewertung Funktionale Sicherheit

Zulassung Strecke

Zustandsmonitoring Infrastruktur

Teilfreigaben Infrastruktur

Versuch auf der Strecke

TSI-Zertifizierung Fahrzeuge

TSI-Zertifizierung Infrastruktur

TSI-Zertifizierung Interoperabilitäts-Komponenten

Kalibrierstelle

Regelwerk und Zulassung

Beschaffung EWF

Auftragsmessung

Kalibrierungen

Prüfprozessfähigkeit

Prüfmitteleignung

Oberleitung / Stromabnehmer

DAFUR

Messradsätze

90 110 (2012) Heft 3


Betrieb

und internationalen Markt anzubieten. Damit trägt

die DB Systemtechnik den Anforderungen eines

liberalisierten europäischen Eisenbahnmarktes Rechnung.

Mit ihren englischen Tochterunternehmen

Engineering Support Group (ESG) und dem Notified

Body Railway Approvals Ltd. (RAL) möchte sie

sich zum führenden Anbieter für Ingenieur- und

Prüfdienstleistungen in Europa entwickeln. Dabei

bleibt der DB Konzern wichtigster Hauptkunde. In

fünf technischen Fachbereichen und 18 Prüfzentren

bearbeiten 650 Mitarbeiter die Aufträge der

Kunden aus dem In- und Ausland. Im Fokus stehen

europäische Länder, in denen die Erfahrungen der

DB Systemtechnik nachgefragt werden. Ein Aspekt

für den Schwerpunkt Europa – selbstverständlich

neben wirtschaftlichen Gesichtspunkten – dabei: die

technologische Nähe der Länder zum vorhandenen

Knowhow. Durch die Übernahme der britischen

Messungen und Prüfungen zur Erlangung der Inbetriebnahmegenehmigung der

Skoda Ellok E 109 auf dem deutschen Streckennetz (Foto: DB Systemtechnik).

Fahrtechnische Prüfung nach UIC 518 für den dänischen Triebwagen IC2

(Foto: DB Systemtechnik).

Leistungsprüfungen von Radsatzlagern bei betriebsgerechter Belastung in Minden

(Foto: DB Systemtechnik).

Zulassungsmanagement für Vectron Ellok (Foto: DB Systemtechnik).

110 (2012) Heft 3

Prüfung der Klimaanlage

eines neuen

U-Bahn-Wagens

für Delhi in der Klimakammer

MEIKE

bei Temperaturen

zwischen 4 °C bis

57 °C und einer

Luftfeuchtigkeit

von bis 80 % (Foto:

DB Systemtechnik).

91


Betrieb

Gesellschaften ESG und RAL wurde ein erster Schritt

zum Auf- und Ausbau des Geschäftes in England und

in Frankreich gemacht.

Bei den großen Systemhäusern liegt das Hauptaugenmerk

beim Management komplexer länderübergreifender

Zulassungen neuer Fahrzeuge. Hier

soll noch früher als bisher schon in der Konstruktionsphase

die Tätigkeit der DB Systemtechnik

beginnen. Für die Betreiber steht das Produkt

Flottenmanagement im Fokus, durch anstehende

Ausschreibungen im Regionalverkehr sind künftig

vermehrt Umbauten von Fahrzeugen notwendig,

die umfangreiche Engineeringleistungen zur Folge

haben werden.

TABELLE 2

Die technischen Bereiche.

Fahrtechnik, Betriebsfestigkeit

Betriebsfestigkeit

Fahrtechnik

Fahrwerke

Fahrzeugbegrenzung

Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung

Inspektionssysteme für Gleise und Weichen

Messradsätze

Neigetechnik

Radsätze (Welle, Rad, Lager)

Strukturdynamische und strukturmechanische Berechnung

Bremse und Kupplungen

Bremsbetrieb

Bremstechnik

Bremssimulation

Kupplungen (Mittelpufferkupplungen, Kurz- und Rangierkupplungen)

Längsdynamik

Zug- und Stoßeinrichtungen

Antriebs- und Klimatechnik, Aerodynamik, Akustik, LST

Aerodynamik

Akustik und Erschütterungen

Antriebstechnik

Batterietechnik

Bussysteme (Zugbus, Fahrzeugbus)

Elektromagnetische Felder (EMF)

Elektromagnetische Verträglichkeit

Energieversorgung und Bordnetz

Fahrzeugsoftware

Funk

Heizungs-, Lüftungs-, Klimatechnik

Messtechnik für Oberleitung und Stromabnehmer

Stromabnehmer

Tribologie/Tribotechnik

Übertragungstechnik

Zusammenwirken Stromabnehmer/Oberleitung

Fahrgast-Informationssysteme

Engineering Fahrzeuge, IT-Nutzung und Diagnose

Diagnosesysteme (im Fahrzeug und stationär)

IT-Nutzung Fahrzeugtechnik und Instandhaltung

Redesign von Fahrzeugen

Schadens- und Unfallsanierung

Konstruktion von Bauartänderungen

Instandhaltungstechnik

Brandprüfungen und Brandschutz

Instandhaltungstechnik

Kalibrierung von Mess- und Prüfmitteln sowie Einrichtungen

Kleb- und Schweißtechnik

Planung von Instandhaltungs-Infrastruktur inkl. Werkstattausrüstung

(Fahrzeuge)

Prüfstände für Rad/Schiene-Untersuchungen

Schwachstellenanalyse

Werkstofftechnik

Mechanisierte Prüfanlagen Zerstörungsfreie Prüfung an Fahrzeug- und Fahrweg -

kom ponenten

Metrologie, Kalibriertechnik

92 110 (2012) Heft 3


Betrieb

Auch die Kunden von DB Systemtechnik werden

von dieser neuen Situation profitieren. Durch die

Erfahrungen, die die neue Gesellschaft im In- und

Ausland macht, verbessert sie ihre eigenen Dienstleistungen,

optimiert den technischen Wissenskreislauf

im gesamten Bahnsektor; all dies fließt in

die Entwicklung besserer Produktionsmittel ein und

kommt so dem jeweiligen Auftraggeber zugute. Das

Leistungsspektrum der DB Systemtechnik (Tabellen 1

und 2) umfasst Ingenieur- und Prüfdienstleistungen

im Wesentlichen in den Bereichen Fachtechnisches

Engineering, Konstruktion und Instandhaltungstechnik

sowie Prüfungen und Versuche für Fahrzeugund

Infrastrukturzulassung, TSI- und Komponenten-

Zertifizierungen, Gutachten und Metrologie. Dabei

werden fast alle Sparten der Bahntechnik durch die

Experten der DB Systemtechnik abgedeckt, eine so

in Europa einmalige Leistungsvielfalt eines einzelnen

Dienstleisters.

Prüfstelle und Sachverständigenorganisation haben

die Zertifizierung nach DIN EN ISO 9001 erreicht;

alle wesentlichen eisenbahnspezifischen

Prüfverfahren, die für eine Zulassung oder Inbetriebnahme

von technischen Produktionsmitteln

benötigt werden, sind nach DIN EN ISO/IEC 17025

akkreditiert. Die Prüfstelle mit ihren Prüflaboren

– davon 13 akkreditiert – führt ihre Tätigkeiten

unabhängig und neutral aus. Die Sachverständigenorganisation

erfüllt die Bedingungen einer Inspektionsstelle

und ist nach DIN EN ISO/IEC 17020 akkreditiert.

Die Prüfstelle ist vom Eisenbahn-Bundesamt

anerkannt; durch ihre Anerkennung als assoziierter

Partner des EISENBAHN-CERT können beide Institutionen

alle Voraussetzungen für eine EG-Zertifizierung

herbeiführen.

Herstellung eines Messradsatzes mit 96 Sensoren auf den Rädern und der Radsatzwelle

zur Registrierung von Radsatzdehnungen (Foto: DB AG/Christian Bedeschinki).

Erstmusterprüfungen, Modularitätsnachweise und Produktzertifizierungen für Fahrgastinformationssysteme,

Ortungseinrichtungen, Fahrgastzähl- und videobasierten Überwachungssysteme

(Foto: Kai Uwe Nielsen).

Literatur

[1] N. N.: Artreiner Betrieb auf den Schnellfahrgleisen

zwischen München und Augsburg. In: Elektrische Bahnen

109 (2011), H. 9, S. 482– 483.

[2] Baur, R.; u. a.: VDE 8.1: Inbetriebnahme des ersten viergleisigen

Streckenabschnitts Nürnberg – Fürth. In: Eisenbahntechnische

Rundschau (2011), H. 12, S. 10–15.

[3] Entscheidung 2008/284/EG: Technische Spezifikation für

die Interoperabilität des Teilsystems Energie des transeuropäischen

Hochgeschwindigkeitsbahnsystems. In: Amtsblatt

der Europäischen Union. Nr. L104 (2008), S. 1-79.

[4] Beschluss 2011/274/EU: Technische Spezifikation für die

Interoperabilität des Teilsystems Energie des transeuropäischen

konventionellen Eisenbahnsystems. In: Amtsblatt

der Europäischen Union. Nr. L126 (2011,) S. 1– 52.

[5] Krötz, W.; Resch, U.: Oberleitungen und Stromabnehmer

– Entwicklungen bei der Deutschen Bahn. In: Elektrische

Bahnen 109 (2011), H. 4-5, S. 211–215.

[6] Altmann, G.; Becker, W.; Walter, M.: Mehrspannungsversorgungsanlage

im ICE-Werk Frankfurt-Griesheim. In:

Elektrische Bahnen 104 (2006), H. 8-9, S. 399– 411.

110 (2012) Heft 3

Messstromabnehmer zur Diagnose des Zusammenwirkens von Fahrzeug mit Stromabnehmer

und Oberleitung (Fotos: Kai Uwe Nielsen).

93


Betrieb

AUTORENDATEN

Dipl.-Ing. Andreas Albrecht, Technische Universität Dresden,

Fakultät Verkehrswissenschaften Friedrich List, Institut

für Bahnfahrzeuge und Bahntechnik, Professur Elektrische

Bahnen; Fon: +49 351 463 36645.

Dipl.-Ing. Frank Allert, DB Energie GmbH, Weitlingstr.

22, 10317 Berlin; Fon: +49 030 297-13380, Fax: -12179.

Dipl.-Verwaltungsbetriebswirt Rainer Fey, DB Netz AG,

Bauherrenvertretung Großprojekte Süd, Theodor-Heuss-Allee 7,

60486 Frankfurt am Main; Fon: +49 69 265-31818.

Dipl.-Ing. (FH) Christoph Franke, Planung und Realisierung

Oberleitung, DB ProjektBau GmbH, Regionalbereich

Süd, Richelstr. 3, 80634 München; Fon: +49 89 1308-5721.

Dipl.-Ing. Roland Granzer, Institut für Bahntechnik, Niederlassung

Dresden, Wiener Str. 114-116, 01219 Dresden; Fon:

+49 351 87759-61; Fax -90.

Karl Hamberger, Projektleiter ABS Augsburg – München,

DB ProjektBau GmbH, Regionalbereich Süd, Richelstr. 3,

80634 München; Fon: +49 89 1308-6612.

Dipl.-Verwaltungsbetriebswirt Alfred Hechenberger,

DB Systemtechnik GmbH, Leiter Öffentlichkeitsarbeit, Völckerstr.

5, 80839 München; Fon: +49 89 1308-3441, Fax: -7522.

Dipl.-Verwaltungsbetriebswirt Frank Kiewert, Deutsche

Bahn AG – Konzernentwicklung, Konzernstrategie und

Verkehrsmarkt, Potsdamer Platz 2, 10785 Berlin; Fon: +49 30

297-61695, Fax: -61957.

Dipl.-Journalist Gelfo Kröger, Sprecher DB Energie,

Kommu nikation Infrastruktur (GKI), Deutsche Bahn AG,

Potsdamer Platz 2, 10785 Berlin, Fon: +49 30 297-62729,

Fax: -61715.

Dr. rer. nat. Werner Krötz, DB Netz AG, I.NVT43, Oberleitungsanlagen

und Maschinentechnik; Mainzer Landstr.

181, 60327 Frankfurt am Main, Fon: +49 69 265-45230,

Fax: -45232.

Dipl.-Ing. Hans Peter Lang, DB Systemtechnik GmbH,

Vorsitzender der Geschäftsführung Weserglacis 2,

32423 Minden, Fon: +49 571 393-5435, Fax: -5645.

Dipl.-Ing. Rainer Melzow, DB Netz AG, Großprojekte

– Nord, Elisabeth-Schwarzhaupt-Platz 1, 10115 Berlin,

Fon: +49 30 297-24013, Fax: -24174.

Dipl.-Ing. (FH) Christian Michlick, (OL BBI) DB Projekt-

Bau GmbH, Umgehungsstr. 2, 12529 Berlin-Schönefeld; Fon:

+49 30 297-28707, Fax -28620.

Dipl.-Ing. Uwe Resch, DB Netz AG, I.NVT43(O), Oberleitungsanlagen;

Mainzer Landstr. 181, 60327 Frankfurt am

Main, Fon: +49 69 265-45237, Fax: -45232.

Dipl.-Ing. Peter Schulze, DB Netz AG, Bauherrenfunktion

Großprojekte, Elisabeth-Schwarzhaupt-Platz 1, 10115 Berlin;

Fon: +49 30 297-26291, Fax: -20492.

Dipl.-Ing. Mike Schwarzer, DB Netz AG, Bahnenergieversorgung

S-Bahn Berlin, Arbeitsgebietsleiter Technisches

Büro, Markgrafendamm 24, Haus 13, 10245 Berlin; Fon: +49

30 297-22720, Fax: -21158.

Dipl.-Ing. Christian Welzel, DB Netz AG, Bauherrenfunktion

Großprojekte, Elisabeth-Schwarzhaupt-Platz 1, 10115

Berlin; Fon: +49 30 297-26290, Fax: -23185

Anmerkung: Einzelne Teile dieses Berichtes lassen sich direkt den genannten Autoren nach ihren Funktionen zuordnen. Die übrigen

wurden in Zusammenarbeit mit den Kommunikationsbereichen des Konzerns und anderen Fachdiensten erstellt.

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Telefon: +49 (89) 45051-228

Telefax: +49 (89) 45051-207

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Nutzung personenbezogener Daten: Für die Auftragsabwicklung und zur Pfl ege der laufenden Kommunikation werden personenbezogene Daten erfasst, gespeichert und verarbeitet. Mit dieser Anforderung erkläre ich mich damit einverstanden, dass ich vom

Oldenbourg Industrieverlag oder vom Vulkan-Verlag per Post, per Telefon, per Telefax, per E-Mail, nicht über interessante Fachangebote informiert und beworben werde. Diese Erklärung kann ich mit Wirkung für die Zukunft jederzeit widerrufen.


Fahrzeuge

Mechatronische Fahrzeug-Wankkompensation

und Radsatzsteuerung

Dietmar Kraft und Richard Schneider, Winterthur

Die bestellten Doppelstock-Fernverkehrstriebzüge für die SBB sind mit einer Ausrüstung für

schnelleres Fahren in Gleisbögen zu liefern, damit die zwischen bestimmten Umsteigebahnhöfen

fahrplantechnisch verfügbare Fahrzeit eingehalten werden kann. Die dafür entwickelte innovative

Wankkompensation ist zusammen mit einer hochdynamischen Radsatzsteuerung vorab in zwei

Prototyp-Drehgestelle eingebaut und inzwischen erfolgreich erprobt worden.

MECHATRONIC VEHICLE ROLL COMPENSATION AND WHEELSET CONTROL

The double-deck intercity trains ordered by SBB are to be delivered with equipment permitting increased

speeds in curves so as to ensure strict adherence to the timetable travel times between certain

interchange stations. Together with a highly dynamic wheelset control system, the innovative

roll compensation system developed for the purpose was incorporated in advance in two prototype

bogies and has been successfully tested in the meantime.

SYSTÈME MÉCATRONIQUE DE COMPENSATION DU DÉVERS ET DE GUIDAGE DE BOGIE

Les rames automotrices grand parcours à deux niveaux commandés par les CFF seront livrés avec

un équipement permettant le franchissement des courbes à grande vitesse pour pouvoir respecter

l’horaire entre certaines gares de correspondance. Le système innovant de compensation du dévers

mis au point à cette fin a été monté conjointement avec un système de guidage de bogie hautement

dynamique d’abord sur deux prototypes de bogie et a été entre temps mis à l’épreuve avec succès.

Bild 1:

Anordnung von WAKO

und ARS im Drehgestell,

Ansicht von oben (alle

Bilder: Bombardier).

1 Einführung

Die in Auftrag befindlichen insgesamt 59 Doppelstocktriebzüge

BOMBARDIER TWINDEXX für die

Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) sind für den

Fernverkehr in der Schweiz bestimmt. Aus der Fahrplankonstruktion

ergibt sich, dass die verfügbare

Fahrzeit zwischen bestimmten Netz-Verknüpfungspunkten,

wo Anschlussverbindungen sichergestellt

werden müssen, mit konventionellen Fahrwerken

nicht eingehalten werden könnte. Deshalb sind die

Triebzüge mit einer so genannten Wankkompensation

bestellt.

Im Rahmen der Abwicklung des Lieferauftrages

hat Bombardier dazu ein innovatives System entwickelt,

das gegenüber konventionellen Fahrzeugen

bogenschnelleres Fahren zulässt. Es wird FLEXX

Tronic WAKO (WAKO) genannt. Die anspruchsvolle

zusätzliche Besonderheit besteht darin, dass die dazu

erforderlichen neuartigen mechatronischen Drehgestellkomponenten

in die bewährten konventionellen

Drehgestelle der Familie FLEXX Compact zu integrieren

sind.

Dies gilt auch für ein ebenfalls neues System

FLEXX Tronic ARS für aktive Radsatzsteuerung und

-stabilisierung, das primär zur Verschleißminderung

an Radsatz und Gleis dient und ferner zur Erhöhung

des Komforts WAKO ergänzt. Dieses wurde optional

angeboten und war damit ebenfalls zu entwickeln

(Bilder 1 und 2).

2 System WAKO

2.1 Prinzip

Bei schneller Bogenfahrt wanken konventionelle

Fahrzeuge aufgrund des Fliehkraftüberschusses sowohl

in der Primär- als auch in der Sekundärstufe der

96 110 (2012) Heft 3


Fahrzeuge

Federung und neigen sich nach bogenaußen; der

Fußboden ist gegenüber der Horizontalen weniger

geneigt als die überhöhte Gleisebene. Dadurch geht

ein Teil der positiven Wirkung der Gleisüberhöhung

verloren, sodass die auf die Fahrgäste einwirkende

Fliehkraft steigt. Die maximale Fahrgeschwindigkeit

ist dann so zu beschränken, dass die Fahrkomforteinbuße

in akzeptablem Rahmen bleibt.

Das Grundprinzip von WAKO besteht darin, das

primäre und sekundäre Wanken nach bogenaußen

durch ein Neigen des Wagenkastens nach bogeninnen

innerhalb der Sekundärstufe zu kompensieren

oder überzukompensieren. Bei schneller Bogenfahrt

neigt WAKO den Fußboden etwa 1,5 ° zur Gleisebene

nach bogeninnen. So wird die auf den Fahrgast

einwirkende Fliehkraft gegenüber konventionellen

Fahrzeugen reduziert und die Bögen können bei

gutem Fahrkomfort um rund 15 % schneller durchfahren

werden.

WAKO umfasst neben der Neigefunktion eine

Fahrkomfortregelung in Querrichtung, die ALS (active

lateral suspension) genannt wird.

sehr ausfallsicher ausgeführt. Sollte dennoch einer

der beiden ausfallen, gewährleistet der verbleibende

Aktuator die Neigefunktion und regelt gleichzeitig

den Komfort in reduziertem Umfang weiter.

2.3 Regelungskonzept

Für die WAKO-Regelung ist modernste Plug&Play-

Elektronikarchitektur mit Selbstdiagnose eingesetzt.

Die zur Regelung von WAKO einschließlich ALS erforderlichen

Messgrößen werden durch Sensoren am

Fahrwerk sowie im Wagenkasten bereitgestellt.

Zum Erkennen der Bögen sowie zur Ermittlung des

notwendigen Neigewinkels werden Querbeschleunigungssensoren

sowie Kreisel am ersten, dem vorlau-

2.2 Konstruktiver Aufbau

WAKO ist in die Sekundärfederstufe integriert und

generiert Bewegungen, die von den Luftfedersystemen

aufgenommen werden. Mechanisch wird es

realisiert, indem ein hoch liegender fiktiver Wankpol

des Wagenkastens erzeugt wird. Dies geschieht

durch eine nach innen geneigte Anordnung der

Pendel der Wankstützen, die dem gegenüber in

konventionellen Fahrzeugen in etwa senkrecht ausgerichtet

sind (Bild 3). Die geneigten Pendelstangen

erzeugen in der Verlängerung ihrer Achsen einen fiktiven

Schnittpunkt oberhalb des Kastenschwerpunktes,

um den der Wagenkasten pendeln kann (Bild 4).

Aufgrund der Fliehkraft hat der Wagenkasten im

Bogen bereits passiv das Bestreben, nach außen zu

pendeln und sich somit nach bogeninnen zu neigen.

WAKO unterstützt diesen Vorgang durch einen elektrohydraulischen

so genannten Aktuator.

Pro Drehgestell sind aus Redundanzgründen zwei

Aktuatoren angeordnet, die jeweils gleichzeitig für

das Neigen und die Fahrkomfortregelung in Querrichtung

sorgen. Die Aktuatoren sind demnach in

y-Richtung wirksam und bringen über je eine Lenkstange

geregelt Kräfte zwischen Drehgestellrahmen

und Federträger auf. Der Federträger liegt auf den

beiden Luftfedern auf und ist mit dem Wagenkasten

verschraubt. Eine zusätzliche Zwischentraverse wie

bei den bekannten Neigezugdrehgestellen ist nicht

erforderlich. Im niederfrequenten Bereich erzeugen

die Aktuatoren die für die Wankkompensation erforderliche

quasistatische Kastenneigung nach bogeninnen.

Im hochfrequenten Bereich regeln sie den

Querkomfort im Wagenkasten. Die Aktuatoren sind

110 (2012) Heft 3

Bild 2:

Anordnung von WAKO und ARS im Drehgestell, Ansicht von unten.

Bild 3:

Drehgestelltraverse auf den Luftfedern mit den nach innen geneigten Wankstützenpendeln,

Aktuatoren in Querrichtung auf die Traverse wirkend.

1 Federträger 4 WAKO Aktuator

2 Wankstützenpendel 5 Lenkstangen

3 Luftfeder

97


Fahrzeuge

Komplettausfall von WAKO das Fahrzeug innerhalb

des verfügbaren Lichtraumprofils unter allen Bedingungen

bleibt. Ausgefallene Aktuatoren wirken wie

hydraulische Dämpfer.

2.4 Eigenschaften und Vorteile

Bild 4:

Vergleich der Stellung des Wagenkastens und des Pantographen gegenüber Umgrenzungsprofil

und Fahrdraht für die Funktion von WAKO (Bild links) sowie für einen Neigewinkel

entsprechend dem Einsatz eines Neigezugs (Bild rechts).

Bild 5:

Komplettes Prototypdrehgestell.

fenden Fahrwerk des Zuges eingesetzt. Daraus wird

der Soll-Neigewinkel entsprechend der Fahrgeschwindigkeit

und der Position der einzelnen Wagen für jeden

Wagen individuell vorgegeben. Für die Komfortregelung

ALS werden Querbeschleunigungssensoren im

Ober- und Unterdeck sowie über beiden Fahrwerken

und in der Wagenmitte verwendet. Aus einer Kombination

dieser Signale werden die Aktuatoren über einen

Regelalgorithmus entsprechend angesteuert, um

einen möglichst ausgeglichenen Schwingungskomfort

über den ganzen Wagen zu erreichen.

Die Sensoren sind digital aufgebaut und selbstkalibrierend.

In einer so genannten Sensor-Control-Box,

welche im Fahrwerk angeordnet ist, werden die

Sensordaten gesammelt und über einen redundanten

CAN-Bus an die redundanten Wagen-Rechner

weitergeleitet.

Sowohl das Neigen als auch die Fahrkomfortfunktion

quer sind kraftgeregelt. Die Herausforderung

bei der Fahrkomfortregelung besteht darin, bei allen

Trassierungselementen und an allen Positionen im

Wagen einen guten Fahrkomfort zu gewährleisten.

WAKO ist ausfallsicher (Fail-Safe) aufgebaut. Durch

die Wahl der Parameter, welche die Quersteifigkeit

zwischen Wagenkasten und Drehgestell bestimmen,

ist sichergestellt, dass auch bei Abschalten oder

Prinzipiell hat WAKO die gleiche Funktion wie ein

Neigesystem. Die Neigewinkel, rund 2 ° in der Sekundärstufe,

sind jedoch kleiner als bei Neigezügen,

die in der zusätzlich benötigten Neigemechanik Neigewinkel

bis 8 ° aufweisen. Der Vorteil von WAKO besteht

jedoch darin, dass es direkt in die Sekundärstufe

integriert ist und daher gegenüber klassischen Neigezugdrehgestellen,

die Neigetraversen benötigen,

mechanisch wesentlich einfacher aufgebaut ist. Diese

einfachere Ausführung erlaubt zudem den wirtschaftlichen

Einsatz als vollständig redundantes System, sodass

die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit wesentlich

höher sind als bei klassischen Neigezügen.

Dank der modernen Elektronikarchitektur und der

vollständigen Redundanz aller Komponenten inklusive

Aktuator, was eine Weltneuheit darstellt, wird

höchste Zuverlässigkeit erreicht.

WAKO eignet sich somit im Besonderen für Doppelstockzüge,

die sich aufgrund der großen Kastenquerschnitte

nicht als klassische Neigezüge ausführen

lassen. WAKO als kostengünstige Lösung

ermöglicht somit erstmals, dass auch Doppelstockzüge

mit Radsatzlasten bis 19 t und hoher Fahrgastkapazität

in Bögen schneller fahren können. Damit

sind auf vorhandenen Strecken auch ohne teure

Infrastrukturmaßnahmen kürzere Reise- und damit

Umlaufzeiten realisierbar. WAKO kann auch in einstöckigen

Zügen eingesetzt werden und bietet dort

prinzipiell die gleichen Vorteile.

Mit WAKO lassen sich etwa 15 % höhere Fahrgeschwindigkeiten

im Gleisbogen erreichen. Zusammen

mit der Leistungsfähigkeit des TWINDEXX

können damit sogar je nach Streckencharakteristik

Fahrzeiteinsparungen bis zu denen eines heutigen

Neigezuges erreicht werden.

Die Fahrgeschwindigkeitsreihe in Bögen für konventionelle

Reisezüge, in der Schweiz die so genannte

Geschwindigkeitsreihe R, ist in der Regel so

konzipiert, dass sich auf Gleisebene eine unkompensierte

Querbeschleunigung von 0,85 m/s 2 und ausnahmsweise

maximal 1 m/s 2 ergibt. Auf den Fahrgast

wirkt in diesem Fall bei konventionellen Zügen eine

Querbeschleunigung von rund 1,20 bis 1,30 m/s 2 ,

weil ein Teil der Gleisüberhöhung durch das Wanken

des Fahrzeugs in der Primär- und Sekundärfederstufe

aufgezehrt wird.

Bei Neigezügen gilt die Geschwindigkeitsreihe N,

die in der Schweiz eine Querbeschleunigung auf

Gleisebene von 1,80 m/s 2 und auf Passagierebene

von etwa 0,72 m/s 2 ergibt.

98 110 (2012) Heft 3


Fahrzeuge

Für Züge mit Wankkompensation wurde die

neue Geschwindigkeitsreihe W geschaffen. Sie

erlaubt Fahrgeschwindigkeiten im Bogen, die in

etwa mittig zwischen denen der Reihen R und N

liegen und unausgeglichene Querbeschleunigungen

auf Gleis ebene von 1,35 m/s 2 erlauben. Mit

WAKO wird dabei auf die niedrige Querbeschleunigung

auf Reisenden ebene von höchstens 1,20 m/

s 2 kompensiert, sodass das heutige hohe Komfortniveau

trotz höherer Geschwindigkeit beibehalten

werden kann.

Einen Gleisbogen mit beispielsweise 420 m Radius

und einer Gleisüberhöhung von 150 mm dürfen

konventionelle Züge mit zirka 100 km/h durchfahren,

ein Neigezug mit maximal 125 km/h und ein

Zug mit Wankkompensation mit rund 115 km/h.

Bild 4 zeigt die Stellung des Wagenkastens innerhalb

der zulässigen Fahrzeugbegrenzungslinie für

ein Fahrzeug mit Wankkompensation im Vergleich

zu einem Fahrzeug mit aktiver Neigetechnik. Während

der Wagenkasten des Neigezuges sich stark an

die Begrenzungslinie annähert, bleibt der Wagenkasten

des Fahrzeugs mit Wankkompensation weiter

von dieser entfernt. Dies ermöglicht es, den Wagenkastenquerschnitt

zu vergrößern.

Außerdem verdeutlicht die Grafik die jeweilige

Lage des Stromabnehmers. Beim Neigezug bewegt

sich der Stromabnehmer gegenüber dem Fahrdraht

seitlich sehr stark. Daher müssen Neigezüge Vorrichtungen

besitzen, die den Stromabnehmer relativ

zum Fahrdraht in die zulässige Lage bringen.

Solche Vorrichtungen können aktiv wie beim Neigezug

ICN oder passiv sein wie zum Beispiel beim

Pendolino. Bei einem Zug mit Wankkompensation

ist die Querbewegung des Stromabnehmers zum

Fahrdraht vernachlässigbar klein, und es sind daher

keine Vorrichtungen oder Maßnahmen für den bei

allen Betriebszuständen ordnungsgemäßen Lauf des

Stromabnehmers erforderlich.

Die Vorteile von WAKO lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• gegenüber klassischen Neigedrehgestellen reduzierte

Komplexität, kostengünstiger mechatronischer

Aufbau

• kompakte Bauweise und daher kurzer Radsatzabstand

auch bei integriertem Antrieb

• größerer Wagenkastenquerschnitt möglich, keine

zusätzlichen Maßnahmen zur Führung des Stromabnehmers

am Fahrdraht erforderlich

• zirka 15 % höhere Fahrgeschwindigkeiten im Bogen

gegenüber konventionellen Zügen

• höchste Zuverlässigkeit dank modernster Elektronikarchitektur

mit Selbstdiagnose und vollständiger

Redundanz aller Komponenten

• Fail-Safe-Verhalten bei Komplettausfall

• dank geringerer Neigewinkel und aktiver Komfortregelung

Ausschluss der bei Neigezügen verschiedentlich

auftretenden Seekrankheit (Kinetose)

110 (2012) Heft 3

3 System FLEXX Tronic ARS

3.1 Prinzip

Das Grundprinzip von FLEXX Tronic ARS (ARS) ist

eine längsweiche Radsatzführung in Verbindung

mit einer hochdynamischen aktiven Lenkeinrichtung.

Diese Radsatzführung ermöglicht die Einstellung

der Radsätze im Bogen ohne hohe rücktreibende

Kräfte.

3.2 Konstruktiver Aufbau

An je einem Lagergehäuse jedes Radsatzes wird eine

in x-Richtung weiche Primärfeder verwendet. Die

jeweils andere Seite jedes Radsatzes wird mit einer

längssteifen Primärfeder geführt. An den längsweich

angelenkten Radsatzlagergehäusen greifen elektrohydraulische

ARS-Aktuatoren an, die am Drehgestellrahmen

befestigt sind. Sie erzeugen Kräfte und Wege in

Längsrichtung zwischen Drehgestellrahmen und Radsatz.

Im Zusammenspiel mit der längssteifen Feder auf

der gegenüberliegenden Seite resultiert daraus eine

Drehung des Radsatzes um die Hochachse, wobei der

Drehpunkt in der Nähe der längssteifen Führung liegt.

3.3 Regelungskonzept

Jeder Aktuator wird über eine Echtzeitregelung, die

in modernster Plug&Play-Architektur ausgeführt ist,

in Abhängigkeit von der durch eine laterale Gleislageabweichung

bewirkten Störung des Radsatzlaufs

beaufschlagt. Kern dieser Regelung ist deren Aufteilung

in zwei Frequenzbereiche mit unterschiedlichem

Verhalten:

• Im niederfrequenten Bereich wird eine radiale Einstellung

des Radsatzes bewirkt, das heißt der Radsatz

folgt den Übergangs- und Vollbögen ohne

Anlaufwinkel und auf niedrigstem Energieniveau.

Bild 6:

Prototypdrehgestell

unter einem Wagen

IC 2000.

99


Fahrzeuge

Bild 7:

• Im höherfrequenten Bereich wird jede Gleislagestörung

durch entsprechendes Gegenlenken des

betroffenen Radsatzes ausgeglichen und der Radsatzlauf

so beruhigt. Somit kommt es gar nicht

erst zu den harmonischen Bewegungen des Drehgestells,

welche zu Instabilität führen können und

daher in herkömmlichen Fahrwerken bedämpft

werden müssen.

Versuchsträgerwagen IC 2000, zu den Nachbarwagen mit langen Versuchskupplungen auf

Abstand gehalten.

Bei Bogenfahrt ergänzen sich beide Regelungsverfahren,

sodass der bogenangepasste Lauf von Störungen

durch die unvollkommene Gleislage befreit

wird.

Jeder einzelne Radsatz wird individuell geregelt.

Die zur Regelung erforderlichen Signale werden

von Sensoren, die im Drehgestell angeordnet sind,

geliefert.

Bei ARS wird ein Instabilitäts-Monitoring-System

(IMS) eingesetzt, das als eigenständiges System die

Fahrstabilität des Drehgestells überwacht. Es ist am

Drehgestellrahmen befestigt und misst die Querbeschleunigung

mit auf MEMS-Technologie (Micro-

Electric-Mechanical-Systems) basierten Sensoren. Das

IMS ist nicht sicherheitsrelevant, da die Fahrzeuge so

ausgelegt sind, dass auch bei Auftreten von instabilem

Lauf keine kritischen Rad/Schiene-Grenzwerte

überschritten werden. Es dient lediglich der Überwachung

und soll verhindern, dass instabiler Lauf über

längere Zeiträume mit starker Beanspruchung von

Drehgestell und Gleis unerkannt bleibt.

3.4 Eigenschaften und Vorteile

Mit ARS werden die Anlaufwinkel zwischen Rad und

Schiene gegenüber konventionellen Radsatzführungen

derart verändert, dass sich der vorlaufende

Radsatz wie ein nachlaufender verhält. Dies führt zu

kleineren Rad/Schiene-Kräften in Querrichtung, zu

weniger Verschleiß und Rollkontakt-Ermüdung an

Rädern und Schienen sowie zu einer Verringerung

von Rollgeräusch und Energieverbrauch. Potenzielle

Erhöhungen der Gleisinstandhaltungskosten durch

die steigende Transportkapazität können damit mindestens

kompensiert werden.

Zusätzlich stabilisiert ARS den Radsatzlauf bei

hohen Geschwindigkeiten. Daher sind keine Schlingerdämpfer

erforderlich. Mit der aktiven Steuerung

der Radsätze im Bogen und deren Stabilisierung

löst ARS damit den traditionellen Konflikt zwischen

Bogen- und Schnellfahrt. Bei Ausfall eines Aktuators

wirkt dieser wie ein hydraulischer Dämpfer und sorgt

so weiterhin für stabiles Fahrverhalten.

Die Vorteile von ARS lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• gleichzeitige Befriedung der gegenläufigen Anforderungen

aus Bogen- und Schnellfahrt

• Verringerung der Rad/Schiene-Kräfte in Querrichtung

und damit des Verschleißes an Rädern und

Schienen, Schonung der Infrastruktur

• stabiles Fahrverhalten auch bei Ausfall von Aktuatoren

• Verringerung von Rollgeräusch und Energieverbrauch

• Verringerte Vibrationsübertragung in den Wagenkasten

durch Wegfall der Schlingerdämpfer,

besserer Fahrkomfort

• Potenzial für Masseneinsparung am Wagenkasten,

da dieser nicht für die Einleitung der Schlingerdämpferkräfte

dimensioniert werden muss

• Integration der Ausgänge für WAKO und ARS

in einem einzelnen Aktuator (Duplexaktuator)

möglich

4 Erprobung

Bild 8:

Versuchszug während

der Versuchsfahrten

über dem Rheinfall von

Schaffhausen.

Die beiden innovativen mechatronischen Technologien

WAKO und ARS wurden inzwischen bereits

erprobt. Zu diesem Zweck hatte Bombardier im Rahmen

des Auftrages der SBB über die Fernverkehrs-

Doppelstocktriebzüge zwei Prototypdrehgestelle

entwickelt und gebaut und mit WAKO und dem optional

angebotenen System ARS ausgerüstet (Bild 5).

100 110 (2012) Heft 3


Fahrzeuge

Die beiden Prototypdrehgestelle konnten im Zeitraum

von Januar bis Oktober 2011 in stationären

Versuchen bei der DB Systemtechnik in Minden

(Westfalen) sowie bei umfangreichen Fahrversuchen

auf dem Schweizer Streckennetz unter einem Doppelstockwagen

des Typs IC 2000 (Bild 6) erprobt

werden [1; 2; 3; 4; 5]. Der Versuchsträgerwagen

IC 2000 wurde zu den Nachbarwagen mit langen

Versuchskupplungen auf Abstand gehalten (Bild 7),

um Störeinflüsse aus Kupplung und Pufferreibung

zu vermeiden.

Während der Versuche auf der Strecke, die eine

Gemeinschaftsunternehmung mit der SBB waren,

wurden mehr als 42 000 km zurückgelegt (Bild 8).

Versuchszweck war die fahrtechnische Untersuchung

von WAKO und ARS nach der EN 14363 sowie

der Nachweis der Funktionsfähigkeit. Die Versuche

dienten außerdem der Optimierung von Komponenten

und Reglereinstellungen sowie der Untersuchung

des Ausfallverhaltens. Bei ARS kam hinzu, dass

ausreichend Daten gesammelt werden sollten, um

die Vorteile gegenüber konventionellen Fahrzeugen

auch finanziell bewerten zu können.

Bestandteil des Versuchsprogramms waren auch

Hochgeschwindigkeitsfahrten mit bis zu 220 km/h

auf der Neubaustrecke Bern – Olten.

Im April 2011 fanden während einer Woche Versuchsfahrten

mit insgesamt 450 Testkunden statt.

Diese wurden während der Fahrten systematisch

bezüglich ihres Empfindens zu Schwingungskomfort

und Wohlbefinden befragt. Die Beurteilungen

liegen auf einem guten Niveau. Es bestätigte

sich, dass kaum Seekrankheitseffekte festgestellt

werden. Die Testkunden bewerteten den Passagierkomfort

bei Bogenfahrt, der im PCT-Wert ausgedrückt

wird, mit WAKO trotz der höheren Bogengeschwindigkeiten

als etwa gleich gut wie bei

den konventionellen Fahrzeugen mit niedrigeren

Bogengeschwindigkeiten. Einen Komfortgewinn

fühlten die Testkunden, wenn WAKO eingeschaltet

war, aber dennoch nur mit der Maximalgeschwindigkeit

eines konventionellen Zuges durch die Bögen

gefahren wurde.

Momentan laufen die Detailauswertungen der

Messungen. Es lässt sich aber bereits feststellen, dass

sowohl WAKO als auch ARS die Einsatzreife bewiesen

haben und sich prinzipiell so verhalten, wie vorhergesagt

und erwartet. Die gesammelten Erkenntnisse

aus dem umfangreichen Testprogramm werden in

die Entwicklung der Seriendrehgestelle für die SBB

sowie in die Detailoptimierung und Weiterentwicklung

der Systeme für zukünftige Anwendungen

einfließen.

Literatur

[1] Kraft, D.; Grossenbacher, T.: Erprobung von Prototypdrehgestellen

für die Fernverkehrs-Doppelstockzüge der

SBB. In: Eisenbahn-Revue (2011), H. 2, S. 68–71.

[2] Grossenbacher, T.; Kraft, D. Schneider, R.; Rawe, H.:

Versuchskomposition zur Erprobung von Prototypdrehgestellen

für die Fernverkehrs-Doppelstockzüge der

SBB. In: Eisenbahn-Revue (2011), H. 6, S. 273–277.

[3] Grossenbacher, T.; Schneider, R.; Kraft, D.: Testing of prototype

bogies for SBB Intercity double-deck trains. In:

Railway Update (2011), H. 5-6, S. 98–102.

[4] Grossenbacher, T.; Kraft, D.; Schneider, R.; Rawe, H.: Test

train composition for prototype bogies of SBB Intercity

double-deck EMUs. In: Railway Update (2011), H. 7-8,

S. 137–141.

[5] Schneider, R.: Trotz größerer Transportleistung gleisschonend

in die Zukunft – Wankkompensation und aktive

Radsatzsteuerung FLEXX Tronic von Bombardier. In:

Eisenbahn-Revue (2010), H. 4, S. 174–181.

AUTORENDATEN

Dr. Dietmar Kraft (44), Maschinenbaustudium

RWTH Aachen, anschließend

dort Assistent und Promotion am Institut

für Fördertechnik und Schienenfahrzeuge;

seit 1998 im Drehgestell-Engineering

bei Bombardier und Vorgängerfirmen in

Winterthur tätig; technische Projektleitung

für Fahrwerke aller Art, Beschäftigung

mit mechatronischen Fahrwerken

und Messtechnik; Gruppenleiter Bogie

Integration.

Adresse: Bombardier Transportation,

Zürcherstr. 39,

8400 Winterthur, Schweiz;

Fon: +41 52 26-41259,

Fax: -41101;

E-Mail: dietmar.kraft@ch.transport.

bombardier.com

Dipl.-Ing. (FH) Richard Schneider

(55), Maschinenbaustudium FH Muttenz;

ab 1979 Leitung Entwicklung von Fahrwerken

aller Art, speziell mit gesteuerten

Radsätzen sowie passiver und aktiver

Neigetechnik, bei SIG Schweizerische

Industrie-Gesellschaft, Neuhausen; seit

1998 bei Adtranz, jetzt Bombardier,

Leitung Fahrwerk-Engi-neering, Entwicklung

eines internationalen Engineering-

Netzwerkes, Entwicklung des mechatronischen

Fahrwerkes; heute Vice President

R&D.

Adresse: wie oben;

Fon: +41 79 7235040,

Fax: +41 52 26-41101;

E-Mail: richard.schneider@ch.transport.

bombardier.com

110 (2012) Heft 3

101


Magnetbahnen

Magnetbahnentwicklung – Historie und

heutige Marktchancen

Eckert Fritz, Dresden; Michael Witt, Bad Vilbel

Die Entwicklung der Magnetschwebebahn umfasst einen Zeitraum von mehr als 40 Jahren. Im Aufsatz

werden die maßgebenden Forschungen zur Magnetbahntechnik und die verkehrstechnologischen

Entwicklungen in den letzten Jahrzehnten diskutiert. Verkehrspolitische Aspekte bildeten die Rahmenbedingungen

zum erreichten aktuellen Stand der Anwendung der Magnetbahntechnik in der Welt.

MAGLEV TRAIN DEVELOPMENT – HISTORY AND TODAY’S MARKETING CHANCES

The development of maglev train systems started more than 40 years ago. The paper discusses relevant

research efforts made in maglev train technology and the transport technology developments

in past decades. Transport-political aspects were the determining factors for the development that

led to current applications in the field of maglev train technology worldwide.

DÉVELOPPEMENT DU TRAIN À SUSTENTATION MAGNÉTIQUE – HISTOIRE ET CHANCES ACTUELLES

SUR LE MARCHÉ

Le développement du train à sustentation magnétique couvre une période de plus de 40 ans. L’article

aborde les recherches essentielles sur la technologie du train à sustentation magnétique et

les développements en matière de technologies des transports dans les dernières décennies. Les

aspects de la politique des transports ont déterminé les conditions-cadre du niveau atteint à l’heure

actuelle dans l’application de la technologie du train à sustentation magnétique au niveau mondial.

1 Einführung

Mit dem Ziel der Verkehrsentlastung auf der Straße

und dem Ersatz des Kurzstreckenluftverkehrs durch

einen trassengebundenen Verkehr sowie zur deutlichen

Verbesserung der Unfallbilanzen wurde ab

Anfang der 60er Jahre des letzten Jahrhunderts in

Großbritannien, Frankreich, Japan und den USA der

Einsatz schneller Bahnsysteme in konventioneller

Bild 1:

Luftkissenfahrzeug 1970er Jahre, Pueblo, CO, USA (Foto: M. Witt).

Technik und auch mit berührungsfreier Trag-, Führund

Antriebstechnik sowohl als Luftkissen- als auch

als Magnetschwebesysteme untersucht.

Bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts gab es Erfindungen

zu magnetisch getragenen Bahnen. Hier

ist insbesondere der Franko-Amerikaner Emile Bachelet

zu erwähnen. Aber erst Anfang der 1970er Jahre

entstanden in den USA, Frankreich, Italien und

Großbritannien Großversuchsanlagen vorwiegend

für die Erprobung von Luftkissenfahrzeugen (Bild 1).

Verkehrspolitisch schien man sich in Deutschland

nicht um eine Problemlösung mit Hilfe von neuen

Technologien bemühen zu wollen, sondern setzte

auf die Evolution der konventionellen Bahn. Erst

unter dem früheren Verkehrsminister Georg Leber

(1969) kam es zu einer politischen Weitsicht hinsichtlich

der Perspektiven von neuen Bahntechnologien

zur Problemlösung im Fernverkehr. Wohl

wissend, dass zwischen den ersten Ideen und der

Anwendung von Technologien oft Jahrzehnte liegen,

liefen ab den 1970er Jahren bei Messerschmitt-

Bölkow-Blohm (MBB) und Krauss-Maffei (KM) erste

Entwicklungsarbeiten für eine elektromagnetische

Schwebetechnik an (Bild 2), die auf den Ideen des

Emsländer Elektro-Ingenieurs Hermann Kemper, Jahrgang

1892 und Sohn des Fleischwarenfabrikanten

Kemper aus Nortrup, basierten. Kemper hatte 1934

das Patent für ein berührungsfreies Magnetbahnsystem

auf der Basis von geregelten Elektromagneten

erhalten. Nach dem Studium der Elektrotechnik an

102 110 (2012) Heft 3


Magnetbahnen

der Universität Hannover trat er in die Firma Radiotechnik

Körting ein und lernte dort die Regelungstechnik

kennen.

In seiner Autogarage baute er ein kleines Versuchsfeld

für ein berührungsfreies Magnetbahnsystem

mit steuerbaren Elektromagneten. Auf der

Grundlage der Ergebnisse seiner Forschungen und

Versuche meldete er 1933/34 ein berührungsfreies

Magnetbahnsystem auf der Basis von geregelten

Elektromagneten zum Patent an, das ihm 1934

erteilt wurde. Im Winter 1942/1943 begannen Planungen

für eine Magnetbahn-Versuchsanlage in

Landsberg an der Warthe. Aber der 2. Weltkrieg

stoppte seine weiteren Forschungsaktivitäten. Am

Ende des Krieges gingen Kempers Patentschriften in

die USA. Mit Hilfe des CIA konnten sie jedoch wieder

zurück an ihren Besitzer gelangen.

Auch Kempers Erfindung einer Art Rohrpost in

einer luftleeren Röhre mit Reisenden in torpedoförmigen

Behältern konnte nicht weiter verfolgt werden.

Als elektronische Leistungsbauelemente standen nur

relativ träg reagierende Quecksilberdampfelemente

zur Verfügung. Die erforderliche schnelle Ansteuerung

dieser Leistungsbauelemente war ebenfalls

nicht möglich. Es mangelte an einer praktikablen

Leistungselektronik für die Elektromagnete sowie einer

miniaturisierten Rechnertechnik. Dies wurde erst

mit der Entwicklung der Halbleitertechnik und der

Miniaturisierung der Rechentechnik Ende der 1960er

Jahre möglich.

Hermann Kemper wurde 1972 mit dem Großen

Verdienstorden der Bundesrepublik Deutschland

ausgezeichnet. Leider erlebte er 1984 die Inbetriebnahme

der Transrapid-Versuchsanlage im Emsland

nicht mehr. Er starb 1977.

Kempers Ideen, die er im Frühjahr 1969 beim Kuren

in Bad Wörishofen dem bekannten Luftfahrt- und

Technologieforscher Ludwig Bölkow mitteilte, wurden

nun endlich von der damaligen Bundesregierung

aufgegriffen. Sie veranlasste hierzu mehrere grundlegende

Untersuchungen. So wurde unter anderem

die Hochleistungs-Schnellbahn-Studie (HSB-Studie)

erarbeitet. Die Empfehlungen der HSB-Studie lauteten,

die Geschwindigkeitsgrenzen der Rad/Schiene-

Technik (R/S-Technik) auszuloten und gleichzeitig

die Möglichkeiten berührungsfreier Fahrtechniken

im Hochleistungsschnellverkehr zu erforschen. Das

Ergebnis dieser Untersuchung war der Auftakt für

die Industrie unter Federführung von Ludwig Bölkow

und dem damaligen Bundesministerium für Bildung

und Wissenschaft, ein Technologieprogramm zur

Entwicklung von Schnellbahnsystemen neuer Technologie

zu starten. Unter dem Schlagwort High-Tech-

Transporttechnologie zeigt die Magnetschwebetechnik

im Vergleich zu bestehenden konventionellen

Bahnsystemen deutliche Vorteile wie:

• geringer Flächenverbrauch durch die aufgeständerte

Fahrwegbauweise

• niedrigere Investitionskosten durch die Verringerung

von Tunnelbaukosten

• hoher Fahrkomfort durch Vibrationsarmut

• bessere Umweltverträglichkeit durch geringere

Schallemissionen

• günstige Betriebskosten durch niedrigere Instandhaltungskosten

aufgrund der Berührungsfreiheit

von Fahrweg und Fahrzeug sowie geringere Personalkosten

aufgrund eines automatisierten Betriebes

• geringe optische Beeinträchtigung der Umgebung

durch eine schlanke Fahrwegbauweise

• Nutzung von erneuerbaren Energien

2 Historie der deutschen

Magnetbahnentwicklung

Das Bundesministerium für Bildung und Wissenschaft,

danach das Forschungs- und Technologieministerium

(BMFT) und schließlich das Bundesministerium für

Bildung und Forschung (BMBF) haben in den Jahren

1970 bis 2001 in Deutschland ein komplettes Bahnsystem

mit neuer Technologie auf der Basis der elektromagnetischen

Schwebetechnik und der linearen

synchronen Antriebstechnik entwickeln und erproben

lassen. Im Anschluss daran übernahm dann das

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Wohnungswesen

(BMVBW), ab 2005 das Bundesministerium

für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS), die

Entwicklung der Magnetbahn und definierte hierzu

das Programm zur Weiterentwicklung der Magnetbahntechnik,

das im Prinzip in 2009 abgeschlossen

wurde und für das nur noch begrenzte Aktivitäten

auf der Transrapid-Versuchsanlage Emsland (TVE) bis

Ende 2011 stattfanden.

Bild 2:

Transrapid 04, 1973 KM München-Allach (Foto: Krauss-Maffei).

110 (2012) Heft 3

103


Magnetbahnen

Entwicklungsziele hierbei waren

• ein dem Rad/Schiene-System überlagertes Hochgeschwindigkeitssystem

primär für den Personenfernverkehr,

• Geschwindigkeiten bis 500 km/h,

• vergleichsweise niedrige Investitions- und Betriebskosten,

• flexible Trassenführung mit günstigen Trassierungsparametern

und

• Nutzung eines aufgeständerten Fahrwegs.

Ab 2001 wurden diese Kriterien um spezifische Belange

des schnellen Regionalverkehrs wie zum Beispiel

• berührungsfreie induktive Bordenergieeinspeisung,

• schneller Fahrgastwechsel durch zusätzliche und

breitere Türen,

• Erhöhung der Nutzlast pro Fahrzeugsektion,

• umfassende Druckdichtigkeit und

• niedriger Innenraumschallpegel

ergänzt.

Mit einer Vielzahl von Forschungsvorhaben wurde

die Entwicklung von den technischen Grundlagen

bis zum Nachweis der Zulassungsfähigkeit des Magnetbahnsystems

mit Bundesmitteln finanziell gefördert.

Dabei wurden insgesamt 1,5 Mrd. EUR aus

den Haushalten der Ministerien BMBF, BMVBW und

BMVBS bereitgestellt. Durch die Entwicklerindustrie

wurde das Programm mit einem Eigenanteil von

mehr als 450 Mio. EUR kofinanziert.

Das Forschungs- und Entwicklungsprogramm

umfasste dabei die Entwicklungsphasen:

• Bedarfsuntersuchungen

• Komponentenentwicklung und Test auf Werksversuchsanlagen

für verschiedene Technologiesysteme

• Systementscheid und Systementwicklung auf einer

Großversuchsanlage

• Technologieoptimierung und Nachweis der technologischen

Einsatzreife (1986–1991)

• Anwendungsorientierte Optimierung der Technologie

(1991–1996)

• Typzulassungsprogramm (1996–2001)

• Weiterentwicklungsprogramm für Regionalanwendungen

(2000–2009)

Die Ergebnisse des staatlich und industriell finanzierten

Weiterentwicklungsprogramms in den Bereichen

Fahrzeug, Antrieb und Betriebsleitsystem wurden

inzwischen von der Bau- und Systemindustrie weitergeführt

und mündeten in

• eine ganzheitliche kostenreduzierte Fahrweg- und

Fahrwegausrüstungsmanufaktur mit hohem Vorfabrikationsgrad,

• mittlere Systemkosten in Höhe von ca. 30 Mio. EUR

pro Doppel-Kilometer,

• Simplifizierung der Schnittstellen zwischen Fahrweg,

Fahrzeug und Antrieb,

• reduzierte Bau- und Errichtungszeiten,

• deutlich reduzierte Fahrweginspektionskosten sowie

• Einsatz von Off-the-shelf-Komponenten mit spürbar

geringeren spezifischen Beschaffungskosten.

In den technologischen Entwicklungsraum des mittelfristigen

Magnetbahnentwicklungsprogramms (1978)

wurde ein breites Spektrum an unterschiedlichen Tragund

Führtechnologien einbezogen und zwar

• die elektromagnetische Schwebetechnik (EMS),

• die permanentmagnetische Schwebetechnik,

• die elektrodynamische Schwebetechnik (EDS)

und

• die Luftkissentechnik [1].

Als Antrieb wurde in allen Fällen der elektrische Kurzstator

Linearmotor genutzt. Die Traktionsenergie wurde

über ein mechanisches System einer stationären Fahrleitung

und elastischer Stromabnehmer am Fahrzeug

übertragen. Auf dem Fahrzeug wird die Traktionsenergie

in ein System 3 AC mit veränderlicher Spannung

und Frequenz umgewandelt. Aufgrund der damaligen

hohen technischen Komplexität, verbunden mit einem

technisch hohen Aufwand und negativen Umwelteffekten

schieden die permanentmagnetische Schwebetechnik

und die Luftkissentechnik frühzeitig aus.

Somit blieben nur noch die EMS-Kurzstator-Technik

mit dem Antrieb im Fahrzeug und die EDS-Technik auf

Basis supraleitender Komponenten übrig. Die Planung

einer Großversuchsanlage im Donauried nach Verabschiedung

eines speziellen Versuchsanlagengesetzes

begann Mitte der 70er Jahre. Weitere Untersuchungen

zur Kurzstator-Technik zeigten die Grenzen dieser

Technik im Hochgeschwindigkeitsbereich auf. Große

elektrische Leistungen mussten bei hohen Geschwindigkeiten

von einer Fahrleitung über Stromabnehmer

auf das Fahrzeug übertragen werden. Die Antriebskomponenten

besitzen ein hohes Gewicht und großes

Volumen. Das sind für ein Fahrzeug unerwünschte

Eigenschaften. Außerdem wirkten elektromagnetische

Störungen von den Antriebskomponenten auf die

Trag- und Führungssysteme.

Dies war die Geburtsstunde des Langstator Antriebs,

bei dem die aktiven, die Energie führenden Komponenten

des Systems stationär in Unterwerken und im

Fahrweg angeordnet sind. 1974 fanden bei Prof. Weh

an der TU Braunschweig die ersten Tests zum Langstator

Antrieb statt (HMB 2). Nach einem Systemvergleich

zwischen EDS gemäß einem Technologiekonzept von

Siemens und EMS, ein Technologiekonzept einer Arge,

bestehend aus KM und MBB; Thyssen-Henschel und

der TU Braunschweig, entschied das Bundesministerium

für Forschung und Technologie mit einem Gutachterausschuss,

die Förderung elektrodynamischer

Schwebesysteme und Kurz-stator-Antriebssysteme

einzustellen und die EMS-Technik mit Langstatorantrieb

weiterzuentwickeln (Bild 3). Die Arbeiten an der

104 110 (2012) Heft 3


Magnetbahnen

Bild 3:

Systementscheid 1977

(Grafik: Magnetbahn

Transrapid, Hestra-

Verlag Darmstadt).

EDS-Technik wurden daraufhin 1978 in Deutschland

eingestellt. Die weitere Erprobung der EMS-Langstator-

Technik fand dann mit dem TR 05 (Bild 4) und ab Mitte

der 80er Jahre auf der neuen Transrapid-Versuchsanlage

(TVE) im Emsland statt.

Eine Übersicht zu den Transrapid-Fahrzeugen und

ihren Vorgängern gibt Tabelle 1. Nach zunächst

unbemannten Test- und Versuchsfahrzeugen mit

unterschiedlichen Antriebs- und Schwebesystemen

war der TR 05 das erste Transrapid-Fahrzeug, das

auf der Internationalen Verkehrsausstellung 1979 in

Hamburg offiziell für den Personenverkehr zugelassen

war. Es war das erste Transrapid-Fahrzeug mit

Langstatorantrieb. Mit dem TR 06 begannen auf

der TVE ab 1983 die Versuchsfahrten. Das Nachfolgefahrzeug

TR 07 erreichte 1993 auf der TVE

eine Höchstgeschwindigkeit von 450 km/h. Mit dem

TR 08 (Bild 5) wurde 1999 das erste 3-Sektionenfahrzeug

in Betrieb genommen. Zunächst war es als

Vorserienfahrzeug für die Strecke Berlin – Hamburg

vorgesehen, diente dann später als Basis für die

Fahrzeuge der ersten Anwendungsstrecke in Shanghai.

Das letzte auf der TVE in Betrieb genommene

Magnetbahnfahrzeug TR 09 (Bild 6), ebenfalls mit

drei Sektionen, sollte als Vorserienfahrzeug für die

Anwendung in München fungieren und dort auf der

Flughafenanbindung zum Einsatz kommen.

die Emsland GmbH unter ihrem Geschäftsführer

Gerd Hugenberg mit dem Ziel gegründet, neue Arbeitsplätze

zu schaffen. Anfang der 70er Jahre des

letzten Jahrhunderts schaute man sich intensiv nach

neuen Technologien für den Standort Emsland um.

Im Jahre 1977 wurde anlässlich eines Treffens von

ehemaligen Schülern im Emsland von einer neuen

Verkehrserfindung im Münchner Raum berichtet.

Hieraus entwickelte sich ein Erstkontakt mit dem damaligen

Bundesforschungsministerium in Bonn, das

damals für das Magnetbahnprogramm bundesrepublikweit

auf der Suche nach einem Standort für die

Magnetbahn-Versuchsanlage war, nachdem sich der

ursprünglich geplante Standort im Donauried nicht

mehr durchsetzen ließ. Da die Rahmenbedingungen

für den Aufbau einer Versuchsanlage im Emsland

Bild 4:

Transrapid 05, 1979

(Foto: Wikipedia MP 57).

3 Transrapid-Versuchsanlage

Emsland (TVE)

Ende der 1960er Jahre begann das Emsland wirtschaftlich

zu veröden. Um dem entgegenzuwirken

und die Infrastruktur neu auszurichten wurde 1971

110 (2012) Heft 3

105


Magnetbahnen

TABELLE

Kenndaten der Transrapid-Fahrzeuge und ihrer Vorgänger.

Fahrzeug Baujahr Hersteller Konfiguration/

Gesamtlänge

Antriebssystem

Prinzipfahrzeug 1971 MBB 1 Sektion / 7,6 m Asynchroner Kurzstator-

Linearmotor

Transrapid 02 1971 Krauss-Maffei, AEG-Telefunken,

Merlin & Gerlin

Transrapid 03 1972 Krauss-Maffei,

Merlin & Gerlin

EET 01 / EET 02 1973/

1977

M.A.N. Siemens, BBC,

AEG-Telefunken

Transrapid 04 1973 Krauss-Maffei,

AEG-Telefunken

1 Sektion / 11,7 m Asynchroner Kurzstator-

Linearmotor

1 Sektion / 11,7 m Asynchroner Kurzstator-

Linearmotor

1 Sektion / 12,3 m Asynchroner Kurzstator-

Linearmotor /

eisenloser synchroner

Langstator-Linearmotor

1 Sektion / 15,0 m Asynchroner Kurzstator-

Linearmotor

HMB 2 1974 Thyssen-Henschel 1 Sektion / 5,3 m eisenbehafteter synchroner

Langstator-Linearmotor

Transrapid 05 1979 Transrapid E.M.S.,

Thyssen-Henschel, BBC

Transrapid 06 1983 AEG, BBC, Siemens, MBB,

Thyssen-Henschel

2 Sektionen / 26,2 m Synchroner Langstator-

Linearmotor

2 Sektionen / 50,6 m Synchroner Langstator-

Linearmotor

Transrapid 07 1988 Thyssen-Henschel 2 Sektionen / 54,0 m Synchroner Langstator-

Linearmotor

Transrapid 08 1999 ThyssenKrupp Transrapid,

Siemens

Transrapid Shanghai 2002 ThyssenKrupp Transrapid,

Siemens

3 Sektionen / 79,2 m Synchroner Langstator-

Linearmotor

5 Sektionen / 128,8 m Synchroner Langstator-

Linearmotor

Transrapid 09 2007 ThyssenKrupp Transrapid 3 Sektionen / 75,8 m Synchroner Langstator-

Linearmotor

Geschwindigkeit

max. 90 km/h

max. 164 km/h

max. 140 km/h

max. 230 km/h /

max. 175 km/h

max. 253 km/h

max. 36 km/h

max. 75 km/h

max. 436 km/h

max. 450 km/h

Betriebsgeschwintdigkeit

420 km/h

max. 501 km/h, Betriebsgeschwindigkeit

430 km/h

Nenngeschwindigkeit 505 km/h,

Betriebsgeschwindigkeit 400 km/h

auf beste Voraussetzungen stießen, konnte mit Hilfe

der Emsland GmbH bereits nach kurzer Zeit das

Planfeststellungsverfahren zum Abschluss gebracht

und dann von 1979 bis 1984 der 1. Bauabschnitt

(20,5 km) und von 1985–1988 der 2. Bauabschnitt

(10 km) der Versuchsanlage, die zunächst für zehn

Jahre Nutzung dimensioniert worden war, errichtet

werden (Bilder 7und 8) [8]. Die einspurige Transrapid-Versuchsanlage

Emsland hat eine Gesamtstreckenlänge

von 31,5 km und umfasst zwei Schleifen

(Süd und Nord) mit minimalen Radien von 1 000 m

beziehungsweise 1 690 m, drei Stahlbiegeweichen

und eine Fahrweg-Querneigung bis zu 12 °.

Auf der TVE befinden sich gegenwärtig noch

eine Sektion des TR 07 als so genanntes Gate Guard,

die Sektionen des verunglückten Fahrzeuges TR 08

sowie des für München als Vorserienfahrzeug ausgelegten

TR 09. Der Zenit der deutschen Magnetbahnentwicklung

und der entsprechenden Anwendungsperspektiven

war im Jahr 2006, in dem die

Planungen für München unter Hochdruck standen

und die 19. Internationale Magnetbahnkonferenz

mit mehr als 350 Magnetbahnexperten in Dresden

stattfand. Gleichzeitig war es auch das Jahr des

größten Unglücks auf der TVE mit 23 Toten und elf

Verletzten. Es soll hier nochmals betont werden, dass

dieses Unglück nichts mit der originären Technik der

Magnetschwebetechnologie zu tun hatte, sondern

auf menschliche Fehler im Testbetrieb zurückzuführen

war.

Bild 5:

Transrapid 08,

1999 (Foto:

Transrapid

International).

4 Organisation der Forschungs- und

Entwicklungsprojekte ab 1982

Innerhalb der Industrie wechselten mehrfach

die Führerschaften; so stiegen KM und MBB aus

106 110 (2012) Heft 3


Magnetbahnen

dem primären Entwicklerkreis aus, andererseits

traten Thyssen-Henschel zusammen mit Siemens

Verkehrstechnik sowie deutlich später noch die

Adtranz dem Entwicklerkreis bei. Hier ist neben

vielen anderen damaligen dynamischen Jungingenieuren

insbesondere Hans Georg Raschbichler

zu erwähnen, dem es gelang, zunächst unter

Bölkow bei MBB und dann ab 1974 bei Thyssen-

Henschel unter dem als „Sonnenkönig von der

Ruhr” bekannten früheren Vorstandsvorsitzenden

von Thyssen, Dieter Spethmann, die Magnetbahn

als neues Verkehrsprodukt Fliegen auf Höhe Null

zu platzieren und die technologische Entwicklung

unter der Federführung von Thyssen voranzutreiben.

Gleichzeitig fand auf der politischen Ebene ein

Paradigmenwechsel hin zu mehr forschungspolitischer

Einflussnahme statt. Danach sollte auch ein

potenzieller Betreiber frühzeitig in die Forschung

eingebunden werden.

Die Transrapid-Versuchsanlage wurde ab 1982

an eine neue staatliche Erprobungs- und Betreibergesellschaft,

die Magnetbahn Versuchs- und

Planungsgesellschaft (MVP), bestehend aus den

Gesellschaftern Deutsche Bahn (DB), Lufthansa

und Industrie Anlagen Gesellschaft (IABG) transferiert,

die das neue Transportsystem aus Sicht eines

neutralen Gutachters testen und bewerten sollte.

Die damals noch staatliche IABG konzentrierte

sich auf die Tests und Versuche mit dem Magnetbahnsystem

im Emsland. Dabei prallten auch eine

Vielfalt von Einzelinteressen aufeinander, wobei

die Spannweite von enthusiastischen Förderern bis

zu engstirnigen Verhinderern aus dem Kreis konventionell

denkender Rad/Schiene-Vertreter und

auf Abgrenzung bedachter Ministerialer reichte.

Dadurch war es nur sehr schwer möglich, einen

gemeinsamen Entwicklungs- und Forschungskorridor

abzustecken, den alle Beteiligten mittragen

wollten und konnten. Somit behinderten politische

und industrielle Kurzsichtigkeit, technologisches

Unverständnis, interne und ministerielle Querelen,

begrenzte Budgets, fehlende langfristige Verbindlichkeit

von Planung und Förderung und zu

schwache Entschlusskraft der Entscheidungsträger

die frühzeitige Anwendung der Magnetbahn in

Deutschland. Daher gelangte die Magnetbahn erst

einmal für einige Jahre in eine entwicklungstechnische

Warteschleife.

China hat inzwischen mit dem Bau der Magnetbahnstrecke

in Pudong gezeigt, wie innerhalb von

gut zwei Jahren ein gänzlich neues Verkehrssystem,

zwar auf deutschem Technologie-Knowhow-Transfer

beruhend, aufgebaut und nach insgesamt rund

drei Jahren erfolgreich in Betrieb genommen und

anschließend betrieben werden kann (Bild 9).

Es zeigt sich hier wie dort, dass die Magnetbahnentwicklung

häufig mit der Vision von Einzelpersonen

und Persönlichkeiten verbunden ist.

110 (2012) Heft 3

Mussten dann diese Protagonisten von der politischen

oder wirtschaftlichen Bühne abtreten, war

mit gravierenden Beeinträchtigungen im Magnetbahnbereich

zu rechnen. Dies gilt für die Förderer

aus Kreisen sozialliberalen Koalition aus den frühen

70er Jahren und reicht über die Forschungsminister

Bild 6:

Transrapid 09, 200.

(Foto: A. Stephan).

Bild 7:

Transrapid-Versuchsanlage-Emsland

(TVE)

(Grafik: Wikipedia).

107


Magnetbahnen

Bild 8:

Transrapid 06, 1983 (TVE. (Foto: IABG).

Heinz Riesenhuber und Jürgen Rüttgers bis zu den

Verkehrsministern Günther Krause und Matthias

Wissmann, die in den 1990er Jahren aus Magnetbahngegnern

in ihrem Hause die berühmten

Wendehälse machten, leider aber den wichtigen

Spatenstich für den Beginn der Bauarbeiten vor

dem nächsten Minister- oder Regierungswechsel

nicht mehr realisieren konnten. Mit der Tagespresse

und den Grünen kam es in diesen Jahren zu wahren

Schlagzeilenschlachten. Stichworte wie Milliardengrab,

Stelzenbahn, Tiefflieger und Presslufthammerniveau

gingen damals durch die Medien. Dies

waren noch die freundlichsten Bezeichnungen,

aber durch stetige Konfrontation der Vorurteile

mit objektiven Messdaten und Fahrten mit den

Versuchsfahrzeugen auf der TVE kam es zu einer

kontinuierlichen Objektivierung des Wissens und zu

einer generell positiven Grundhaltung bei Politikern

aller Couleurs und der Bevölkerung.

Bild 9:

Transrapid 08/Shanghai, 2002 (Foto: Trans rapid International).

Parallel zur Technologieentwicklung wurden kontinuierlich

Anwendungs- und Machbarkeitsstudien

für das In- und Ausland durchgeführt. In Deutschland

wurden folgende Anwendungsstudien auf der

Basis von Kabinettsbeschlüssen zunächst auf den

und dann wieder vom Weg gebracht:

• Schnellbahnstrecke Köln – Frankfurt, gestoppt

wegen der politischen Forderung nach Integration

dieser Strecke in das europäische Hochgeschwindigkeitsnetz,

zum Beispiel in die Verbindung

Paris – Brüssel – Köln – Amsterdam (1986)

• Flughafenverbinder Essen – Flughafen Düsseldorf

– Flughafen Köln/Bonn, gestoppt 1989 aufgrund

der Nichterfüllung der FDP-Forderung nach

100 % privater Finanzierung, dem Konkurrenzdenken

der beteiligten Flughäfen und aufgrund

von Überlegungen, nach der Wiedervereinigung

Deutschlands verstärkt Ost-West Verbindungen

auszubauen.

• Schnellbahnstrecke Berlin – Schwerin – Hamburg,

ursprünglich als Symbol der deutschen Einheit deklariert,

aber im Jahr 2000 aufgrund zu geringer

Wirtschaftlichkeit gestoppt. Eine damals durchgeführte

Verkehrsprognose wies gegenüber älteren

Ergebnissen ein geringeres Verkehrsaufkommen

zwischen Berlin und Hamburg auf. Die Demission

des damals zuständigen Bundesverkehrsministers

Günther Krause, der sich für die Magnetbahn als

flüsternden Pfeil begeisterte und einsetzte, führte

zum Verlust des wichtigsten verkehrspolitischen

Entscheidungsträgers für das Projekt. Der Wechsel

der Bundesregierung 1998 von Schwarz-Gelb zu

Rot-Grün trug ebenfalls dazu bei, das Transrapid-

Projekt zu beenden.

• Regionalschnellbahn Metrorapid, Düsseldorf –

Dortmund, gestoppt 2003, als politisches Opfer

der Landesregierung Nordrhein-Westfalen für die

rot-grüne Regierung

• Flughafenanbindung München, gestoppt 2008

wegen Kostenerhöhung für den konventionellen

Bauteil und aufgrund der Demission des starken

Befürworters und früheren Ministerpräsidenten

Edmund Stoiber und seiner Nachfolger. Es ging

damals um eine Projektkostenerhöhung auf über

3 Mrd. EUR. Im Vergleich zu den heute aktuellen

finanzwirtschaftlichen Verpflichtungen von

Deutschland im Kontext mit der europäischen

Finanzkrise wahrlich Peanuts.

Mit dem Stopp aller bisherigen inländischen Anwendungsprojekte

konzentrierte sich die Entwicklerindustrie

auf das Ausland. Insofern findet nur

noch dort eine kommerzielle Anwendung der in

Deutschland über viele Jahre geförderten und

zur Einsatzreife gebrachten Magnetschwebetechnik

statt. Mit der Weiterentwicklung des Rad/

Schiene-Systems und der nur noch sehr begrenzt

stattfindenden komponentenbezogenen Optimie-

108 110 (2012) Heft 3


Magnetbahnen

rung im Magnetbahnsystem reduzieren sich die

Vorteile der Magnetbahn zunehmend, um mit

ihm die sogenannte Geschwindigkeitslücke zwischen

Eisenbahn und Flugzeug effektiv zu schließen,

was sich als ein Trugschluss der Ingenieure

erwies. Die Ergebnisse der technologischen Weiterentwicklung

der verschiedenen Verkehrsträger

reflektieren häufig auf deren Höchstgeschwindigkeit

und berücksichtigten nicht die erforderliche

Gesamtreisezeit.

Die Machbarkeitsstudien für aussichtsreiche ausländische

Transrapid-Strecken unter Beteiligung

deutscher Experten führten jedoch bisher auch noch

nicht zu den erhofften weiterführenden Anwendungen

der Transrapid-Technik. Wesentliche Machbarkeitsstudien

in der jüngeren Vergangenheit, zum

Teil mit integriertem Systemvergleichen zur Rad/

Schiene-Technik, waren:

• Amsterdam – Groningen (Zuiderzeelejn, Niederlande),

2005

• Berlin – Prag – Wien – Budapest (paneuropäischer

Verkehrskorridor IV), 2005/2006

• Hochgeschwindigkeitsstrecke Mekka – Medina

(Saudi Arabien), 2007

• verschiedene Strecken in den USA ab 1997 (unter

anderem Las Vegas – Prim – Los Angeles, Flughafenanbindung

Pittsburgh, Baltimore – Washington)

• London – Manchester – Glasgow (Ultraspeed

Project)

• verschiedene Strecken in der Golfregion (unter anderem

Bahrain – Katar, Abu Dhabi – Dubai) ab 2007

Bild 10:

Geplante Transrapid-Strecke Teneriffa, 2011 (Foto: Planungsgemeinschaft

IBV/IFB).

bis 2045. Derzeit wird die Verlängerung der Teststrecke

in Yamanashi von 18,4 auf 42,2 km vorbereitet.

Hinsichtlich Versuchsfahrzeuge wurden in Japan 14

verschiedene Vorserienfahrzeuge getestet, um unter

anderem die optimale aerodynamische Fahrzeugform

zu finden. Das entscheidende Kriterium für die

weitere Planung ist, dass die Central Japan Railway

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Zurzeit werden für das Transrapid-System im Ausland

drei Anwendungsstrecken diskutiert. Dies sind

eine Verbindung des Nord- mit dem Südteil der Insel

Teneriffa und den beiden Flughäfen [6; 7] (Bild 10),

die Verbindung der beiden Großstädte Rio de Janeiro

und Sao Paulo in Brasilien, die als PPP-Konzept realisiert

werden soll, sowie eine private Initiative für eine

Magnetbahn-Strecke in der Türkei. In diesem Kontext

sei für weitere Details verwiesen auf die Aufsätze

von Peter Mnich, wo unter Letzte Chance in Europa

[4] und Magnetbahn erhält weltweit neue Chancen [5]

auf die aktuelle Situation der Anwendungsplanungen

und technologischen Entwicklungslinien eingegangen

wird.

5 Schwerpunkte der internatio nalen

Magnetbahnentwicklung

In Japan setzt man seit Jahrzehnten auf die Entwicklung

der supraleitenden Magnetbahn MLX (Bild 11)

zwischen Tokyo und Osaka und plant die Eröffnung

der Chuo Shinkansen-Strecke zwischen Tokyo und

Nagoya in 2027 und die volle Inbetriebnahme der

550 km langen Strecke zwischen Tokyo und Osaka

Elektrische

Bahnen

Elektrotechnik

im Verkehrswesen

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110 (2012) Heft 3

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109


Magnetbahnen

Bild 11:

Chuo Shinkansen/MLX Japan, 1998 (Foto: JR Central).

Co. voll hinter der Entwicklung steht, ein Verhalten

und eine Weitsicht, welche man sich durch den

damaligen, für die deutsche Transrapid-Technik vorgesehenen

Betreiber auch gewünscht hätte. Hieran

zeigt sich unter anderem auch die fast über 50 Jahre

reichende Tradition zur kontinuierlichen Weiterentwicklung

des japanischen Schnellbahnsystems, für

das alle Register neuer Technologien gezogen werden.

Nachdem die chinesische Transrapid-Schnellbahntechnologie

im April 2004 mit Hilfe intensiver

Unterstützung durch die deutsche Systemindustrie

erfolgreich in den kommerziellen Betrieb in Shanghai

genommen werden konnte, verlaufen die Magnetbahnaktivitäten

in China zurzeit eher zögerlich,

da sich aufgrund des jüngsten Unglücks auf der Rad/

Schiene-HGV-Strecke Beijing – Shanghai die notwendigen

Entscheidungen für die weitere Anwendung

der Magnetbahnsysteme verzögern. Neben eigenen

Magnetbahnfahrzeug-Entwicklungen wird gegenwärtig

der Betrieb für eine Verlängerung der Transrapid-Strecke

bis zum Flughafen Hongqiao geprüft.

Hinsichtlich der Weiterentwicklung der Nahverkehrssysteme

wird auf [9] verwiesen.

6 Erkenntnisse zur Magnetbahnen t-

wicklung im weltweiten Vergleich

Das umfassendste Knowhow zum Transrapid-System,

insbesondere was betriebliche Erfahrungswerte

und damit klare Verkaufsargumente angeht, wird

demnächst in China vorliegen und Deutschland

wird bis auf einige Kernkompetenzinseln bei der

Fahrwegfirma Max Bögl im Bereich Fahrwege, bei

Thyssen Krupp Transrapid im Bereich der Fahrzeug

Trag- und Führkomponenten und bei Siemens bei

der Antriebs-, Leit- und Sicherungstechnik keine

Federführerrolle mehr spielen können. In den

Gesprächen mit ausländischen Gesprächspartnern

wurde immer wieder der Beschluss der Bundesregierung

vom Jahr 2011 bedauert, die Transrapid-Versuchsanlage

Emsland spätestens Ende des

Jahres 2011 zu schließen und zeitnah mit dem

Rückbau zu beginnen. Erste Mittel hierfür sind bereits

in den Haushalt 2012 des BMVBS eingestellt.

Die nach dem Unfall eingetretene, fast zwei Jahre

lange Stillstandsphase hat der Weiterentwicklung

der Magnetbahntechnik und deren Anwendung

nicht nur national sondern auch weltweit schwer

belastet.

Im Zusammenhang mit der staatlichen Förderung

von Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet

der Magnetbahnsysteme in Deutschland muss man

feststellen, dass durch die primäre Ausrichtung des

technologiepolitischen Magnetbahnprogramms seit

1979 im Hochgeschwindigkeitsverkehr auf dem Gebiet

neuer innovativer Nahverkehrssysteme keine

Weiterentwicklung mehr stattgefunden hat obwohl

es bereits Mitte der 70er Jahre des letzten Jahrhunderts

in Deutschland eine Reihe von Prototypfahrzeugen

für den Einsatz der Magnetbahn im niedrigen

und mittleren Geschwindigkeitsbereich gab, wie

zum Beispiel das System Transurban und die M-Bahn

mit Permanentmagneten von der AEG. Zu einem

kurzen Aufflammen der EMS-Technik mit Kurzstatorantrieb

bei einer Nah- und Regionalverkehrsanwendung

kam es nochmals mit dem Starlim-Projekt von

Thyssen in den 1980er Jahren.

7 Erkenntnisse

Die Magnetbahn ist eine Zukunftstechnologie, deren

verkehrliche und wirtschaftliche Wirkungen

sich erst weit in der Zukunft manifestieren werden.

Jeder Versuch, diese langfristigen Effekte zu

quantifizieren, muss daher von einer dynamischen

Bewertung des Verkehrssystems unter verschiedenen

Szenarien ausgehen. Damit muss aber auch einer

neuen Verkehrstechnologie mit ausgewiesenen

verkehrswirtschaftlichen und umweltbezogenen

Nutzen ein Zugang in das Gesamtverkehrssystem,

und wenn es nur zunächst als Nischenprodukt ist,

gewährt werden. Die Vergangenheit hat weiterhin

gezeigt, dass für die Entwicklung und Durchsetzung

von neuen Technologien es visionärer

Manager und Politiker bedarf, die überzeugt sind

von ihrer Sache, ihr Ziel mit Beharrlichkeit und

Weitblick verfolgen und bereit sind, auch Risiko

zu übernehmen. Hier ist eine langfristig angelegte

und über mehrere Legislaturperioden fixierte Planung

und finanzielle Absicherung zur Erneuerung

des Verkehrssystems im Bahnsektor notwendig.

110 110 (2012) Heft 3


Magnetbahnen

Protagonisten für den Transrapid auf politischer Ebene gab

es insbesondere in den 1970er und 1980er Jahren, wo sowohl

Minister als auch im operativen Bereich der Industrie Verantwortliche

sich voll inhaltlich mit den neuen Technologien

identifizierten und diese gegen alle inneren und äußeren Widerstände

durchsetzten. Neben Frankreich war Deutschland

damals Technologietreiber im Bahnsektor, ist es jedoch mit

dem Erstarken der asiatischen Länder wie China und Korea

aber auch Spanien längst nicht mehr. Die frühere symbiotische

Verbindung von Verkehrs-, Wirtschafts- und Forschungspolitik

sowie Bahnforschung unter Einschluss von Betreiberund

Entwickler-Knowhow, wie man es teilweise noch im

Ausland findet, ist in Deutschland leider nicht mehr en vogue.

Vielmehr wird eine weitgehende Aufgabenteilung propagiert,

welche in der Regel bei der Entwicklung eines Verkehrssystems

nur suboptimale Lösungen erbringen kann. Ein Missstand, der

langfristige Technologieinvestitionen wie die Magnetbahn bei

uns erheblich erschwert hat. Der Bau und die Inbetriebnahme

der Magnetbahnstrecke in Shanghai ist ein Symbol dafür, wie

durch Konzentration aller Befugnisse und Macht auf einen

Entscheidungsträger, in China war dies „Commander“ Wu Xiangming

als Direktor des National Maglev Transportation Engineering

Research and Development Center, ein komplexes

Verkehrsinfrastrukturprojekt innerhalb kürzester Zeit realisiert

werden konnte. Es ist zu wünschen, dass dies auch für den

einen oder anderen Magnetbahn-Anwendungsfall im Ausland

möglich wird, damit die Magnetschwebetechnik noch in den

ersten drei Jahrzehnten des neuen Jahrhunderts ihren weltweiten

Markteingang finden kann und nicht für immer ad acta

gelegt wird.

AUTORENDATEN

Dipl.-Ing. Eckert Fritz (43), Studium

an der Hochschule für Verkehrswesen

„Friedrich List“ und TU Dresden; seit 1995

wissenschaftlicher Mitarbeiter und seit

2002 Projektleiter im Institut für Bahntechnik

GmbH.

Adresse: Institut für Bahntechnik GmbH,

Wiener Str. 114-116, 01219 Dresden,

Deutschland;

Fon: +49 351-87759-71, Fax: -90;

E-Mail: ef@bahntechnik.de

Dipl.-Wirt.-Ing. Michael Witt (63),

Studium an der Technischen Universität

Karlsruhe; seit 2009 Fachgebietsleiter

Transport Infrastruktur Lahmeyer Rhein-

Main GmbH.

Adresse: Lahmeyer Rhein-Main GmbH,

Friedberger Str. 173, 61118 Bad Vilbel;

Deutschland;

Fon: +49 6101-55-1225, Fax: -1940;

E-Mail: michael.witt@lahmeyer-rheinmain.de

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Literatur

[1] Rogg, D.; Schulz, H.: Systementscheidung bei der Magnetschwebetechnik.

In: ETR 1978, Sonderdruck Heft 11, S. 721–728.

[2] Notizen aus einem Gespräch mit Gerd Hugenberg, Ende November

2011 in Meppen.

[3] Fritz, E.; Mnich, P.: Magnetbahnsystem auf der Insel Teneriffa. In:

Elektrische Bahnen 109 (2011), Heft 10, S. 514–519.

[4] Interview mit Ricardo Melchior: Schnelle Fahrt in den Umweltschutz

mit dem Transrapid. In: Eisenbahntechnische Rundschau Nr. 10,

Oktober 2011, S. 48–51

[5] Mnich, P.: Letzte Chance in Europa? In: Elektrische Bahnen 109

(2011), Heft 10, S. 510-512.

[6] Mnich, P.: Magnetbahn erhält weltweit neue Chancen. In: Eisenbahntechnische

Rundschau Nr. 10 Oktober 2011, S. 52–53.

[7] Mnich, P.; Rogg, D.; Witt, M.:Stand und Vergleich der Magnetschnellbahnsysteme

in Deutschland und Japan. In: Elektrische Bahnen 97

(1999), Heft 12, S. 410–420.

[8] Maglev 2011 in Südkorea. In: Elektrische Bahnen 109 (2011),

Heft 12, S. 642–646.

Helles Licht.

Helle Freude.

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www.pintschbamag.de

110 (2012) Heft 3

111

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Nachrichten Bahnen

BR 430 für S-Bahn Rhein-Main

Weitere 90 vierteilige elektrische Triebzüge

der BR 430 wird Bombardier (BT) für

BR 430 für S-Bahn Rhein-Main (Foto: Bombardier).

DB Regio liefern. Damit soll ab 2014 das

S-Bahn-Teilnetz Kleyer mit jährlich rund

7 254 000 Zugkilometer der S-Bahn

Rhein-Main bedient werden. Der Auftragswert

beträgt rund 500 Mio. EUR. Die

als Nachfolger der Baureihe 420 für die

S-Bahn in Stuttgart konzipierten Triebzüge

der BR 430 (eb 4-5/2009, S. 241)

verfügen über 24 elektrische Schwenk-

Schiebetüren für den schnellen und

barrierefreien Fahrgastwechsel. Für mehr

Fahrgastkomfort bei der Mitnahme von

Fahrrädern erhalten die Züge einen

großzügigen Mehrzweckbereich. Eine

energiesparende indirekte LED-Beleuch-

tung wird in die Gepäckablagen integriert.

Sämtliche Übergänge zwischen den

Wagen sind begehbar. Informationen zu

Anschlusszügen sollen über ein Reisenden-Informationssystem

mit jeweils

einem Monitor in jedem Eingangsbereich

in Echtzeit angezeigt werden.

Videoüberwachung und die große Transparenz,

durch die sich das Innere des

Zuges in seiner kompletten Länge gut

einsehen lässt, erhöhen die subjektive

Sicherheit der Fahrgäste. Die Höchstgeschwindigkeit

beträgt 140 km/h. Die

Produktion erfolgt bei BT sowie bei

Alstom.

Buntmetalldiebstähle bei der DB rückläufig

Die DB und ihre Verkehrskunden hatten

auch 2011 stark unter Buntmetalldiebstählen

und deren Auswirkungen zu

leiden. Die Zahl der Delikte stieg von

2 000 im Vorjahr um die Hälfte auf 3 000.

Dabei war der Anstieg im ersten Halbjahr

besonders stark, so gab es im Februar die

dreifache Deliktzahl gegenüber dem

Vorjahr. Entsprechend stiegen auch der

Instandsetzungsaufwand von 10 auf

15 Mio. EUR und die Betriebsstörungen

von 8 000 betroffenen Zügen mit 138 000

Verspätungs minuten auf 11 000 Züge mit

150 000 min (alle Zahlen gerundet). Regionale

Schwerpunkte waren wieder der

Osten Deutschlands und das Bundesland

Nordrhein-Westfalen. Im Juni 2011 hat

sich jedoch der Trend deutlich umgekehrt,

offenkundig als Folge eines neuen

Sicherheitskonzeptes mit neuer Überwachungstechnik

und besserer Bestreifung

der Strecken. In einzelnen Monaten des

zweiten Halbjahres lagen die Deliktzahlen

schon unter denen des Vorjahres.

Anbindung Jade-Weser-Port verzögert

Die leistungsfähige, wirtschaftlich und

ökologisch vernünftige Anbindung des

Jade-Weser-Port an das elektrifizierte DB-

Streckennetz kann sich aus Sicht der DB

vielleicht bis mindestens 2018 verzögern.

Als Grund nennt das Unternehmen die

noch immer nicht abgeschlossene einvernehmliche

Planung, wie ein höhengleicher

Bahnübergang im Stadtgebiet Oldenburg

beseitigt werden soll. Ab Einreichung der

Unterlagen beim Eisenbahn-Bundesamt

müsse mit jeweils zwei bis zweieinhalb

Jahren für das Planfeststellungsverfahren

sowie für die Baudurchführung gerechnet

werden und dazwischen etwa ein Jahr für

die Bauvorbereitungen; diese Schätzungen

gelten noch mit der optimistischen Annahme,

dass es keine Verzögerungen gibt.

Auch eine Klage der Stadt Oldenburg

gegen zwei Planfeststellungsbeschlüsse

bezeichnet die DB als nicht hilfreich.

Probleme mit Velaro D

Triebzug Velaro D DB-Baureihe 407 (Foto: Jochen Schmidt, Juli 2011).

Die DB hat mit Siemens über eine Ausgleichsleistung für

die verspätete Lieferung der 16 ICE-Triebzüge Baureihe

407 verhandelt. Diese hätten schon im Herbst 2011

ausgeliefert werden sollen. Probleme mit einem Zulieferer

bei der Zugsicherheitstechnik und daraus resultierende

Zulassungsprobleme haben aber dazu geführt, dass

nach derzeitigem Stand zehn Züge rechtzeitig zum

Winterfahrplanwechsel 2012 kommen sollen und die

übrigen erst noch später. Medienberichte sprechen von

der DB-Forderung nach einem unentgeltlichen 17. Zug

oder etwa 30 Mio. EUR als Gegenwert. (Kommentar

Seite 118).

112 110 (2012) Heft 3


Bahnen Nachrichten

Weitere Elektrostar-Triebzüge für Southern

Die britische Eisenbahngesellschaft Southern

hat bei Bombardier (BT) 26 weitere Elektrostar-Triebzüge

class 377 bestehend aus fünf

Wagen bestellt. Der Auftrag hat einen Wert

von rund 227 Mio. EUR. Die Fahrzeuge

werden im BT-Werk in Derby gefertigt. Mit

der Produktion wird in der zweiten Jahreshälfte

2012 begonnen. Bereits 205 Triebzüge

dieser Baureihe sind im Einsatz. Mit den

neuen Zügen sollen die nachfragestärksten

Metrolinien der Southern Richtung Victoria

Station verstärkt werden.

Zulassung

TGV Euro Duplex

Neue Doppelstock-Triebzüge der SNCF

absolvieren weiterhin Zulassungsfahrten

weit innerhalb Deutschlands (Bild). Ihr für

Ende März 2012 angekündigter Einsatz in

der Relation Paris – Saarbrücken – Frankfurt

am Main (eb 12/2011, S. 689) verzögert

sich jedoch einer regionalen Pressemeldung

zufolge wegen Zulassungsproblemen.

TGV Duplex 4701 und 4702 auf der Saalbahn bei Etzelbach, 2 km westlich Haltepunkt Uhlstädt (Foto: Jochen Schmidt,

13.01.2012).

Neue Fahrzeuge für die Matterhorn-Gotthard-Bahn

Die Matterhorn-Gotthard-Bahn (MGB)

erneuert und ergänzt ihren Fahrzeugpark

bei Stadler in Bussnang. Der Auftrag

über 106 Mio. CHF umfasst einen vierteiligen

und sechs dreiteilige Niederflur-Panorama-Gelenktriebzüge

Typ Komet, vier

Gelenksteuerwagen zur Verstärkung der

3- oder 4-teiligen Komet-Kompositionen

sowie elf Niederflur-Zwischenwagen. Mit

der Lieferung dieser neuen Fahrzeuge,

die Reisekomfort und Zugkapazitäten

erhöhen und den Anforderungen des

Behindertengleichstellungsgesetzes

Rechnung tragen, können voraussichtlich

ab Ende 2013 ältere Fahrzeuge

ausgemustert werden. Die verschiedenen

Kompositionen lassen sich aneinander

kuppeln und bei Bedarf zu Neun-Wagen-

Zügen verlängern. Ab dem Jahr 2014

strebt MGB zwischen Fiesch und Zermatt

eine Taktverdichtung an. Derzeit setzt

die Bahn an Spitzentagen zwischen Brig

und dem Aletschgebiet Entlastungsbusse

ein. Die neuen Niederflur-Zwischenwagen

lassen sich an die bestehenden

Komet-Triebzüge, die von MGB und

Stadler Rail gemeinsam entwickelt wurden,

kuppeln und ermöglichen mit einem

ebenerdigen Einstieg ein behindertengerechtes

Angebot. Die Finanzierung

erfolgt durch eine öffentliche Anleihe in

Höhe von 100 Mio. CHF.

Komet für die Matterhorn-Gotthard-Bahn (Foto: Stadler).

Weitere FLIRT-Triebzüge für Helsinki

Stadler hat von der finnischen Junakalusto

Oy eine Bestellung für weitere neun FLIRT-

Triebzüge erhalten. Dabei handelt es sich

um eine Option aus dem Vertrag von

2006 über 32 FLIRT für die S-Bahn Helsinki.

Der Auftragswert beträgt insgesamt

rund 54 Mio. EUR. Eingesetzt werden die

neuen Fahrzeuge vor allem auf der neuen

S-Bahn-Ringlinie vom Zentrum zum Flughafen,

die bis Dezember 2014 fertig sein

soll. Die ersten Fahrzeuge sind bereits seit

drei Jahren in Betrieb.

Zu den Besonderheiten der für Helsinki

hergestellten Fahrzeuge gehören die

breite finnischen Spurweite 1524 mm und

das größere Lichtraumprofil sowie die

Ausrüstung für Temperaturen bis –40 °C.

Die thermische Isolation der Wagenkästen

ist 50 bis 100 % stärker als üblich, die

Fenster sind dreifach verglast. Die Klimaanlage

wurde um eine Wärmerückgewinnungsanlage

ergänzt, die mit warmer

Abluft des Fahrgastraumes die angesaug te

kalte Frischluft vorwärmt und dadurch Energie

einspart. Heizlüfter in den Eingangsbereichen

sollen beim Fahrgastwechsel das

Innenraumklima möglichst konstant

FLIRT-Triebzug für Helsinki (Foto: Stadler).

110 (2012) Heft 3

113


Nachrichten Bahnen

halten. Die 4-teiligen Triebzüge verfügen

über 260 Sitzplätze, einen Niederfluranteil

von gut 80 %, ein behindertengerechtes

WC und einen Multifunktionsraum für

Rollstühle, Kinderwagen oder Fahrräder.

Dank der finnischen Wagenkastenbreite

von 3,2 m (statt 2,9 m in den meisten

Ländern Europas) ist problemlos eine

komfortable 3+2-Bestuhlung möglich. Ein

Informationssystem mit elf Flachbildschirmen

liefert Angaben über den Fahrplan,

die nächsten Anschlüsse oder das Wetter.

Sechs SOS-Sprechstellen ermöglichen den

Kontakt mit Triebfahr zeugführer oder

Zugbegleiter. Der Zug erreicht eine Geschwindigkeit

von 160 km/h und verfügt

vorerst über die finnische Zugsicherung

EBICAB, wobei eine spätere Umrüstung

auf das europäische ETCS-System vorgesehen

ist.

Junakalusto Oy wurde 2004 von den

Städten Helsinki, Espoo, Vantaa und Kauniainen

zu 65 % und den Finnischen

Staatsbahnen VR Ltd zu 35 % als Fahrzeuggesellschaft

gegründet. Sie kauft

und unterhält Fahrzeuge, welche sie der

VR für den Betrieb zur Verfügung stellt.

Dieselelektrische Lokomotiven von Vossloh

Das britische Güterverkehrsunternehmen

Direct Rail Services (DRS) hat bei Vossloh

15 dieselelektrische Lokomotiven EURO-

LIGHT bestellt, die gemeinsam mit dem

Kunden spezifisch für den Markt in Großbritannien

entwickelt wurden und ab

2013 geliefert werden sollen. Besonderheit

ist die mit 79 t vergleichsweise geringe

Dienstmasse für den Einsatz auf Nebenbahnen

bei gleichzeitig hoher

Leistung 2 800 kW und Höchstgeschwindigkeit

160 km/h. Die Schwestermodelle

EURO 3000 und EURO 4000 sind 88 t und

123 t schwer. Letztere wird mit 3200 kW

als leistungsstärkste europäische Diesellokomotive

bezeichnet. Schon 77 Stück

wurden in Deutschland, Spanien, Portugal,

Frankreich, Belgien, Schweden, Norwegen

und Israel verkauft, womit dieser

Typ an nahezu alle europäischen Sicherheits-

und Umweltstandards einmal angepasst

wurde. Ein weiterer Auftrag über

sechs dieser Lokomotiven, zu liefern ab

Januar 2013, kam frisch von Voies Ferrées

Locales et Industrielles (VFLI), dem drittgrößten

französischen Eisenbahnbetreiber.

Raumnutzung unter Sedrun

Die Idee eines Bahnhofs Porta Alpina

800 m tief unter Sedrun mit 80 Mio. CHF

Investitionen war als wirtschaftlich und

bahnbetrieblich unrealistisch verworfen

worden, nachdem Bund und Kanton

Graubünden schon für 15 Mio. CHF

entsprechende Publikumsräume hergerichtet

hatten. Eine private Investorengruppe

sondiert jetzt ein Projekt Galleria

Alpina mit Kunst- oder Technikausstellungen.

Erster Desiro RUS fertiggestellt

Desiro RUS auf Hilfsdrehgestellen in Krefeld (Foto: Siemens).

Der erste von 38 fünfteiligen Desiro RUS für Russland (eb 1-2/2010,

S. 93; eb 10/2011, S. 545) ist vom Auftraggeber Russische Eisenbahnen

(RŽD) zur Auslieferung freigegeben worden. Das Fahrzeug

muss von Krefeld zum Fährhafen Sassnitz auf der Insel Rügen transportiert

werden, was bei 4,85 m Höhe und 3,48 m Breite nicht per

Schiene oder Straße geschehen kann. Daher werden die Desiro RUS

auf dem Wasserweg von Krefeld über Amsterdam nach Sassnitz

verbracht. Dort werden die Wagen erstmals auf Gleise mit der

russischen Spurweite 1 520 mm gestellt und zum Zugverband

gekuppelt. Im Frachtraum der Eisenbahnfähre werden die Regionaltriebzüge

nach Ust Luga verschifft und für erste Testfahrten in

ein Depot bei Sankt Petersburg gebracht. Insgesamt haben die

RŽD 54 Fahrzeuggarnituren bestellt. Die ersten 38 Einheiten werden

komplett bei Siemens in Krefeld gebaut, die restlichen 16

Züge mit steigender Lokalisierung der Arbeiten auch in einer im

Bau befindlichen Fabrik in der russischen Industriestadt Jekaterinburg.

Neben der Produktion übernimmt Siemens für 40 Jahre die

Instandhaltung der Fahr zeuge (eb 11/2011, S. 615).

114 110 (2012) Heft 3


Bahnen Nachrichten

Zürcher Durchmesserlinie

Die SBB hat für 40 Mio. CHF das Erstellen

der bahntechnischen Ausrüstung auf

der Zürcher Durchmesserlinie (eb 8-9/

2010) mit dem neuen Tiefbahnhof Löwenstraße

und dem 4,5 km langen Weinberg-Tunnel

als Kernstücke vergeben.

Die Arbeiten sollen im Juli 2012 beginnen

und im Dezember 2013 fertig sein,

sodass die Strecke Mitte 2014 in Betrieb

gehen kann. Die Bietergemeinschaft

Balfour Beatty Rail und Sersa Group

(Schweiz) erhielt dabei für 4 Mio. EUR

den Auftrag für Lieferung, Montage und

Inbetriebnahme von 12,4 km Deckenstromschienen

nebst Übergängen auf

Kettenwerk-Oberleitungen. Die Komponenten

der TracFeed DSS haben sich seit

vielen Jahren in verschiedenen Tunneln

und Werkhallen in Deutsch land und in

Skandinavien bewährt.

Übergänge Kettenfahrleitung – Deckenstromschiene, Gemmenicher

Tunnel bei Aachen West (eb 1-2/2009, S. 100)

(Foto: Balfour Beatty Rail).

Lötschberg-

Basistunnel

Baustelle Gotthard-

Basistunnel

Warnleuchten an

Bahnübergängen

Der Bund hat die bahntechnische Ausrüstung

des nur bautechnisch fertigen

Röhrenabschnitts des Lötschberg-Basistunnels

nicht in die oberste Prioritätenstufe

aufgenommen (eb 6/2010,

S. 276). Ein regionales Initiativkommitee

will aber weiter für die Realisierung

kämpfen.

Mitte Januar haben in der Weströhre des

Gotthard-Basistunnels an einer Baustelle

bei Faido rund 40 Arbeiter ihre Tätigkeit

abgebrochen, weil örtlich Temperaturen

bis >36 ˚C und Luftfeuchte 80 % herrschten

und gesundheitliche Probleme auftraten.

Die Baufirma wollte daraufhin innert

drei Tagen das Lüftungssystem verbessern.

Die schweizerische Zentralbahn hat bei Sanierungen

höhengleicher Bahnübergänge unter

anderem in Engelberg die klassischen roten

Blinklichter durch rote Drehleuchten ersetzt.

Diese erhöhen die Sichtbarkeit auf 180 ˚ und

mehr. Sie kommen bei schwach frequentierten

Bahnübergängen mit parallelem Verlauf

von Straße und Bahn zum Einsatz.

Versuchszug für 500 km/h

In China hat das Unternehmen CSR Qingdao

Sifang im Dezember 2011 einen

Ultra-Hochgeschwin dig keits zug vorgestellt,

mit dem Fahrzeug und Fahrweg bei

Geschwindigkeiten bis 500 km/h systematisch

untersucht werden sollen. Die Antriebsleistung

22,8 MW ist auf alle sechs

Wagen verteilt. Berichten zufolge sollen

leichtgewichtige Strukturen mittels viel

Faserverbund- und Nanokomponentenstoffen

erreicht worden sein. Entwickelt

wurde der Zug mit Förderung durch das

Ministry of Railways und das Ministry of

Science & Technology und mit Beiträgen

von vier Universitäten.

Basel bestellt neue Straßenbahnfahrzeuge

Die Baseler Verkehrsbetriebe (BVB) und Bombardier (BT) haben einen

Vertrag über die Lieferung von bis zu 60 Flexity-Straßenbahnfahrzeugen

unterzeichnet. Der Vertragswert beläuft sich auf rund

184 Mio. EUR und besteht aus mehreren Tranchen und weiteren

Optionen. Vorbehaltlich des Entscheids des Großen Rats um die

Bewilligung eines Darlehens sollen ab 2014 monatlich zwei Flexity in

Basel eintreffen. Zunächst sollen zwei Fahrzeuge bis 2013 für die

Verlängerung der Linie 8 nach Weil am Rhein geliefert werden. Die

vollständig niederflurigen und mit Flexx-Achsfahrwerken ausgerüsteten

Fahrzeuge sind 2,3 m breit und werden in einer fünfteiligen Variante

mit 31,8 m Länge und einer Kapazität für 183 Fahrgäste und in

einer siebenteiligen 43,2 m langen Variante für 254 Fahrgäste geliefert.

Insgesamt sollen 43 lange und 17 kurze Straßenbahnzüge die

bisher 101 in Basel eingesetzten Fahrzeuge ersetzen. Gefertigt werden

die neuen Straßenbahnen für Basel bei BT in Bautzen und Wien.

Flexity Straßenbahnfahrzeuge für Basel (Designstudie: Bombardier).

110 (2012) Heft 3

115


Nachrichten Bahnen

Weitere Flexity-Züge für Frankfurt/Main

Die Verkehrsgesellschaft Frankfurt am Main

(VGF) hat bei Bombardier (BT) 78 hochflurige

FLEXITY Swift-U-Bahn-Züge und zehn

niederflurige FLEXITY Classic-Straßenbahnfahrzeuge

bestellt. Die Lieferung der U-

Bahn-Züge ist zwischen Januar 2014 und

Juni 2017 geplant, die neuen Straßenbahnfahrzeuge

sollen zwischen August und

Dezember 2013 in Frankfurt/Main eintreffen.

Die Bestellungen sind Optionen aus

Verträgen von März 2006 und Juni 2002

(eb 12/2000, S. 479) und haben einen

Gesamtwert von etwa 191 Mio. EUR. Die in

Frankfurt als U5 bezeichneten FLEXITY

Swift-Züge sind 25 m lang und 2,65 m breit

und können zu einer 50 m langen, auf

ganzer Länge begehbaren U5-50-Einheit

gekuppelt werden. Jeder Wagen bietet 48

Sitzplätze und Platz für insgesamt 184

Fahrgäste, der Fahrgastraum ist klimatisiert

und videoüberwacht. Die ersten beiden

Einheiten sind bereits geliefert worden. Der

erste Einsatz ist nach Testfahrten für Februar

2012 geplant. Die FLEXITY Classic sind

30 m lang und 2,4 m breit und besitzen

konventionelle Triebdrehgestelle, die für

erhöhte Laufruhe optimiert sind. Die Beförderungskapazität

beträgt 179 Fahrgäste.

Beide Fahrzeugtypen werden in Bautzen

gefertigt, die elektrische Ausrüstung

kommt aus dem Werk Mannheim, die

Drehgestelle aus Siegen. Dies ist bereits der

vierte Auftrag, den die VGF an Bombardier

Transportation vergeben hat. Die Zahl der

insgesamt bestellten Fahrzeuge erhöht sich

damit auf 299.

Nachrichten Unternehmen

Windenergie bei Vattenfall

Vattenfall als einer der größten Erzeuger von Offshore-Windstrom weltweit ist auch bei

Festland-Anlagen höchst aktiv (Bild 1). Sämtliche Aktivitäten in beiden Bereichen sind

europaweit in dem Unternehmen Vattenfall Wind Power Ltd. gebündelt, das mit seinen

Tochterunternehmen in Schweden, Dänemark, Großbritannien, Belgien, Niederlande,

Deutschland und Polen tätig ist, so in den beiden letztgenannten Ländern mit der

Vattenfall Europe Windkraft GmbH mit Sitz in Hamburg.

Vattenfall betreibt Anfang 2012 an Land und auf See etwa 900 Windkraftanlagen mit

zusammen 1,3 GW installierter Leistung. Die Produktion 3,8 TWh/a entsprechen einem

Drittel des Bahnenergiebedarfs der DB. Der Betrieb aller Anlagen wird von einem Operationszentrum

in Esbjerg an der südwestlichen Küste Jütlands zentral gesteuert. Aktuell baut

Vattenfall On- und Offshore-Windparks in Schweden, Dänemark, vor England und

Deutschland mit zusammen 0,6 GW Leistung. Weiterhin sollen im Herbst 2012 der Bau

des Parks DanTysk in der Nordsee rund 70 km vor Sylt mit 80 Anlagen und 2013 in unmit-

Bild 2: Montage alpha ventus Januar 2010 (Foto: Vattenfall/Jan Oelker).

Bild 1: Windenergieaktivitäten Vattenfall,

Stand April 2011 (Grafik: Vattenfall).

telbarer Nähe der Bau des Parks Sandbank

mit 96 Anlagen beginnen.

In Fredericia hat Vattenfall ein Kompetenzzentrum

für Offshore-Technologie und

-Installation eingerichtet, das den Knowhow-

Transfer zwischen den einzelnen Ländern sicherstellt

und neue Lösungen und Konzepte

erarbeitet. Dabei werden besonders die Betriebserfahrungen

mit dem Park alpha ventus

ausgewertet (Bild 2, eb 5/2010, S. 226–229;

eb 11/2010, S. 532). Das weitere Wachstum

wird in regionalen Projektentwicklungsteams

vorangetrieben.

Bei der Planung, dem Bau und dem Betrieb

dieser Windkraftanlagen gibt es einen

großen Bedarf an Fachkräften. Vattenfall

sucht bis Ende 2012 rund 170 Ingenieure,

Juristen, Kaufleute und Projektentwickler

und dabei besonders Ingenieure der Fachrichtungen

Maschinenbau, Schiffsbau,

Hoch- und Tiefbau, Elektrotechnik, Umwelttechnik

und Energietechnik. Da die Offshore-Branche

vergleichsweise jung ist,

leisten die Beteiligten oft Pionierarbeit.

116 110 (2012) Heft 3


Energie und Umwelt Nachrichten

Wasserkraft-Wirtschaft der SBB

Die SBB braucht heute für sich und die mit

versorgten Bahnen 2,4 TWh/a Bahnenergie

und deckt diesen Bedarf zu 75 % aus

Wasserkraft. Weil in den nächsten Jahren

das Angebot besonders in den Flutstunden

stark ausgeweitet werden soll, wird nicht

nur mehr Energie gebraucht, sondern vor

allem mehr Leistung aufgrund des praktisch

voll vertakteten Fahrplans.

Für die Grundlast hat die SBB mit der

Électricité de France von 2013 bis 2022 die

Lieferung von 400 GWh/a vereinbart, und

zwar zertifiziert nur aus deren Laufwasserkraftwerk

Kembs, das 20 km nördlich von Basel

im Rhein liegt. Damit steigt ihr Anteil

nachhaltig produzierter Energie auf rund

80 %. Bei der Entscheidung berücksichtigte

die SBB neben der ökologischen Qualität

und der Nachweisbarkeit der produzierenden

Anlage den Preis und die Zuverlässigkeit.

Die bezogene 3AC-Energie wird die SBB in

ihren eigenen Anlagen umwandeln [1].

Für die Spitzenleistung ist die SBB mit

36 % an dem Pumpspeicherkraftwerk Nant

de Drance im Kanton Wallis beteiligt [2],

das ab 2017 schrittweise in Betrieb gehen

soll. Einen Teil ihres Leistungskontingents

benötigt sie jedoch erst ab 2032. Deshalb

hat sie für 150 MW einen Nutzungsvertrag

mit dem norwegischen Energieunternehmen

Statkraft abgeschlossen. Dieses ist

auf die Vermarktung sich erneuernder Energien

spezialisiert und wird 15 Jahre lang

mit dieser 3AC-Leistung in beiden Richtungen

frei handeln können.

[1] Pfander, J.-P.; Simons, K.: Technik und Betrieb

der Netzkupplungsanlagen 50/16,7 Hz bei

der SBB. In: Elektrische Bahnen 109 (2011),

H. 1-2, S. 55–62.

[2] Pfander, J.-P.: SBB-Bahnenergieversorgung

und Pumpspeicherwerk Nant de Drance. In:

Elektrische Bahnen 106 (2008), H. 11, S. 508–

513; Ber.: eb 107 (2009), H. 1-2, S. 104.

Laufwasserkraftwerk Kembs, 20 km nördlich Basel, oberste Stufe und damit Betriebsführung der Kraftwerkskette am Rheinseitenkanal/Oberrrhein,

Baujahre 1928–1932, nach Kriegsschäden wieder in Betrieb 1945, Wasserrechte zu 80 % bei Frankreich

und zu 20 % bei der Schweiz wegen Staupegel bis auf Schweizer Gebiet, Betreiber seit 1946 Électricité de France, Konzession

nach langen ökologischen Auseinandersetzungen 2011 erneuert bis 2035 gegen umfangreiche Renaturalisierungsmaßnahmen,

installierte Leistung 160 MW, Erzeugung rund 0,9 TGWh/a (Foto: EDF/Airdiasol Rothan).

Deutsch-österreichisches Pumpspeicherwerk Riedl

In deutschen Pumpspeicherwerken (PSW)

sind derzeit nur 6,5 GW Leistung installiert

(eb 10/2011, S. 526–532; eb 11/2011,

S. 564), projektiert sind Anlagen mit

zusammen 2 GW Leistung und weitere

sind geplant. Prognosen nennen als Bedarf

bis 2025 mindestens das Doppelte

bis das Vierfache des heutigen Wertes, um

auch bei wachsenden Anteilen von Solarund

Windenergie das Netz jederzeit kurzfristig

mit Regelenergie stabilisieren zu

können. Ungeachtet aller Forschungen

und Entwicklungen zu Alternativen sind

PSW bislang die einzige großtechnisch

erprobte und mit 80 % Arbeitsgrad auch

wirtschaftlich arbeitende Speicherform für

elektrische Energie. Der Freistaat Bayern

nennt in seinem Energiekonzept 2011 als

eigenes Zubaupotenzial 2 GW. Eines der

Projekte dabei ist das PSW Riedl, das die

Rhein-Main-Donau AG und die österreichische

VERBUND AG planen. Es soll

unmittelbar vor der österreichischen

Grenze oberhalb des Donaukraftwerks

Jochenstein liegen. Abweichend von

früheren Planungen soll dessen Oberwasserstauraum

das Unterbecken der Anlage

werden. Die Kaverne mit zwei 150-MW-

Maschinengruppen soll tief im Berg liegen

und das 350 m Fallhöhe erzeugende

Oberbecken in einer natürlichen Mulde

zwischen den Ortschaften Gottsdorf und

Riedl. Nach Stand 2009 ist das Projekt mit

350 Mio. EUR veranschlagt. Das Raumordnungsverfahren

wurde im August 2011

mit positiver Beurteilung abgeschlossen.

Das Planfeststellungsverfahren soll im

Frühjahr 2012 eingeleitet werden, die

aktuelle Stimmung vor Ort verheißt jedoch

wie überall nichts Gutes und verstärkt

trübe Gedanken an die Zukunftsfähigkeit

des Landes.

Berichtigungen Nachrichten

zu „TGV Euro Duplex“

In der Nachricht in eb 12/2011, Seite

689, muss es heißen „ab März 2012“.

zu „Ladetechnologie für alle Fahrzeuge“

Im Beitrag in eb 1-2/2012, S. 8, muss der Bildtext zu Bild 1 heißen

„Fotos: Bombardier Transportation“.

110 (2012) Heft 3

117


Nachrichten Produkte und Lösungen

Kippschalter für Steuerpulte

Der Kippschalter der Baureihe K von

Schaltbau ist mit dem iF product design

award 2012 ausgezeichnet worden.

Mit Designpreis bedachte Schalter der Baureihe K.

Dieser Preis zählt weltweit zu den wichtigsten

Wettbewerben für Produktgestaltung.

Der Kippschalter setzte sich unter

rund 3 000 Bewerbungen durch und

überzeugte unter anderem durch Funktionalität,

Sicherheit und Umweltverträglichkeit.

Kippschalter der Baureihe K

werden vor allem in Steuerpulten von

Schienenfahrzeugen, Kränen und Seilbahnen

eingesetzt. Die Baureihe bietet

vier verschiedene Hebelformen für zentrale

30 mm Rundlochmontage, werkzeuglose

Klemmbefestigung mit einfacher

Handhabung, bis zu acht

Schaltelemente mit unterschiedlichen

elektrischen Anschlussvarianten sowie die

Möglichkeit zur Beleuchtung des Rings.

Die Schalter erfüllen die Norm UIC 612

und lassen sich damit in jedes Führerpult

einbinden. Die Schaltbau GmbH verfügt

über ein zertifiziertes Qualitätsmanagement-System

gemäß DIN EN ISO 9001

sowie ein Umweltmanagement-System

nach DIN EN ISO 14001 und ist seit 2008

als Q1-Lieferant der Deutschen Bahn

zertifiziert.

Info: www.schaltbau-gmbh.com/de

Nachrichten Kommentare

zu „Probleme mit Velaro D“

Die DB – noch unter Vorstandschef Mehdorn

und Siemens hatten sich 2008

viele Monate lang um den Preis für die

Züge gezankt, bis rund 500 Mio. EUR

herauskamen. Hochgeschwindigkeitszüge

der gleichen Bauart Velaro fahren seit

2007 in Spanien, seit 2008 in China und

seit 2009 in Russland, ohne dass es international

Negativschlagzeilen gibt. Im

Gegenteil: Die Russland-Version soll

±40 ˚C klaglos verkraften. Neutrale Beobachter

vermuten, dass diese Kunden

bereit waren, für Qualität einen angemessenen

Preis zu bezahlen.

Be

Nachrichten Blindleistung

Neues zum 1. April

Die DB Netz will ab 1. April 2012 Schienensuchfahrzeuge

einsetzen. Diese tragen vor

jedem äußeren Radsatz einen magnetisch

arbeitenden Detektor, der das Vehikel in

Fahrtrichtung selbsttätig auf einer Linie mit

der höchsten Metalldichte nachführt. Am

jeweils anderen Fahrzeugende markiert eine

Leuchtfarben-Sprüh anlage den Fahrweg für

nachfolgende Züge, und zwar in Braun für

Bahnhofs- und in Blau für Streckengleise;

die Farbe Blau will DB Netz langfristig vollständig

durch Braun ersetzen können. Die

Verwendung der Farben Grün, Gelb und

Rot hatte das Eisenbahn-Bundesamt (EBA)

nach mehrjähriger Prüfung abgelehnt. Die

Fahrzeugbeschichtung soll es dem Bedienpersonal

erleichtern, das Fahrzeug nach

Pausen wieder zu finden; das Verlassen des

Fahrzeugs vor gelben Raps feldern wurde

deshalb per Betriebsanweisung untersagt.

Wieder Sündenbock Bahn

„Die Gefahr einer drohenden Versorgungssicherheit ... ist nicht beseitigt, nicht einmal

die Details des dringend notwendigen Ausbaus des Stromnetzes sind geklärt.“ (wortgenaue

Abschrift aus und Foto zu „Energiewende droht zu scheitern“ in der Saarbrücker

Zeitung vom 7. Dezember 2011).

118 110 (2012) Heft 3


WISSEN für die ZUKUNFT

2. korrigierte

Auflage

Elektrische Triebfahrzeuge

und ihre Energieversorgung

Grundlagen und Praxis

Das Buch wendet sich in seiner zweiten Auflage

an Studierende der elektrischen Energietechnik,

der Regelungstechnik und des Maschinenbaus.

Es gibt einen Überblick über die Grundlagen der

elektrischen Zugförderung und beschreibt nach

einer Darstellung der Kommutatormotoren und

deren wichtigsten Spannungsstellglieder schwerpunktmäßig

die Drehstromantriebstechnik.

Exemplarisch werden aktuelle Hochleistungslokomotiven,

Hochgeschwindigkeitstriebzüge,

diesel-elektrische Lokomotiven und Nahverkehrsfahrzeuge

vorgestellt. Im Anschluss wird

die Energieversorgung der Bahnen (16 2/3 Hz,

50 Hz, GS) unter besonderer Berücksichtigung

der Leistungselektronik und der Netzrückwirkungen

behandelt.

A. Steimel

2. Auflage 2006, 368 Seiten, Broschur

Oldenbourg Industrieverlag

www.eb-info.eu

Sofortanforderung per Fax: +49 (0) 201 / 820 02 - 34 oder im Fensterumschlag einsenden

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___ Ex. Elektrische Triebfahrzeuge und ihre Energieversorgung

2. Aufl age 2006 für € 44,- (zzgl. Versand)

ISBN: 978-3-8356-3090-1

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Impressum

ebElektrische Bahnen

Gegründet 1903 von Prof. Wilhelm Kübler,

Königlich Sächsische Technische Hochschule zu Dresden.

Herausgeber:

Dr. Klaus Baur, Vorsitzender der Geschäftsführung, Bombardier Transportation GmbH, Berlin

Dr. Ansgar Brockmeyer, CEO High Speed and Commuter Rail, Siemens Rail Systems, Erlangen

Dipl.-Ing. Thomas Groh, Geschäftsführer, DB Energie GmbH, Frankfurt am Main (federführend)

Dr.-Ing. Friedrich Kießling, Baiersdorf

Prof. Dr.-Ing. Peter Mnich, Fachgebiet Betriebssysteme elektrischer Bahnen, Technische Universität Berlin

Dr.-Ing. Steffen Röhlig, ELBAS Elektrische Bahnsysteme Ingenieur-Gesellschaft mbH, Dresden

Prof. Dr.-Ing. Andreas Steimel, Lehrstuhl für elektrische Energietechnik

und Leistungs elektronik, Ruhr-Universität, Bochum

Beirat:

Dipl.-El.-Ing. ETH Martin Aeberhard, Leiter Systemdesign, SBB AG Infrastruktur Energie, Zollikofen (CH)

Dipl.-Ing. Dirk Behrends, Eisenbahn-Bundesamt, Bonn

Dipl.-Ing. Christian Courtois, Leiter des Geschäftsgebietes Traktionsenergie-Versorgungs systeme

in der Direction de l‘ingéniere der SNCF, Paris (FR)

Dr.-Ing. Thomas Dreßler, Experte für Energie, Schieneninfrastruktur-Dienstleistungsgesellschaft mbH,

Abteilung Benannte Stelle, Wien (AT)

Dr.-Ing. Gert Fregien, DB Fernverkehr, Frankfurt am Main

Dr. Andreas Fuchs, Principal Engineer, Siemens Rail Systems, Erlangen

Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtschaftsing. Wolfgang Harprecht, Senior Consultant, Marburg an der Lahn

Dipl.-Verwaltungsbetriebswirt Alfred Hechenberger, Standortverantwortlicher München und Leiter Öffentlichkeitsarbeit,

DB Systemtechnik, München

Dr. Dieter Klumpp, Mannheim

Dr. Werner Krötz, Abteilungsleiter Stromabnehmer und Oberleitungsanlagen, DB Netz AG, Frankfurt am Main

Dipl.-Ing Hans Peter Lang, Vorsitzender der Geschäftsführung DB Systemtechnik, Minden

Dipl.-Ing. Martin Lemke, Leiter Planung und Projekte, DB Energie GmbH, Köln

Prof. Dr.-Ing. Adolf Müller-Hellmann, Geschäftsführer VDV-Förderkreis e.V., Köln

Dr. Dipl.-Ing. Johann Pluy, Geschäftsbereichsleiter Energie, ÖBB-Infrastrukturtechnik AG., Wien

Dr. Thorsten Schütte, Senior Scientist, Atkins Sverige AB, Västers (SE)

Dipl.-Ing. Peter Schulze, Bauherrenfunktion Großprojekte, DB Netz AG, Berlin

Dipl.-Ing. Udo Stahlberg, Fachbereichsleiter Nahverkehrs-Schienenfahrzeuge, elektrische

Energieanlagen und Standseilbahnen, Verband Deutscher Verkehrsunternehmen (VDV), Köln

Prof. Dr.-Ing. Arnd Stephan, Lehrstuhl für Elektrische Bahnen, TU Dresden, Dresden

Dipl.-Ing. (FH) Mike Walter, Leiter Kompetenzcenter Elektrotechnik,

Balfour Beatty Rail GmbH, Offenbach am Main

Dipl.-El.-Ing. ETH Urs Wili, Geschäftsleitung Furrer + Frey AG, Bern (CH)

Redaktion:

Eberhard Buhl, M.A. (verantwortlich),

Fon: +49 89 45051-206, Fax: -207,

E-Mail: buhl@oiv.de, Postanschrift siehe Verlag.

Fachredaktion:

Dipl.-Ing. Andreas Albrecht, Dresden

Dipl.-Ing. Martin Binswanger, Mering

Dipl.-Ing. Erich Braun, Schwalbach

Dipl.-Ing. Roland Granzer, Dresden (verantwortlich für die Hauptbeiträge)

Dipl.-Ing. Walter Gunselmann, Siemens Rail Systems, Erlangen

Dr.-Ing. Friedrich Kießling, Baiersdorf

Dipl.-Ing. Wolfgang Kropp, Balfour Beatty Rail GmbH, Offenbach am Main

Verlag:

Oldenbourg Industrieverlag GmbH, Rosenheimer Straße 145,

81671 München, Deutschland, Fon: +49 89 45051-0, Fax: -207

Internet: http://www.oldenbourg.de

Geschäftsführer:

Carsten Augsburger, Jürgen Franke

Mediaberatung:

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E-Mail: matos.feliz@oiv.de, Anschrift siehe Verlag.

Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 58.

Redaktionsbüro:

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Postfach 9161

97091 Würzburg,

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Bezugsbedingungen:

ebElektrische Bahnen“ erscheint 10 x jährlich (davon 2 Doppelhefte).

Jahresinhaltsverzeichnis im Dezemberheft

Jahresabonnement Print 295,00 € (inkl. MwSt.)

Porto Inland 30,00 € (inkl. MwSt.) / Porto Ausland 35,00 €

Einzelheft 34,00 € (inkl. MwSt.), Porto (Deutschland 3,00 € / Ausland 3,50 €)

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Die Preise enthalten bei Lieferung in EU-Staaten die Mehrwertsteuer, für das übrige Ausland sind sie Nettopreise.

Studentenpreis: 50 % Ermäßigung gegen Nachweis.

Bestellungen über jede Buchhandlung oder direkt an den Verlag.

Abonnements-Kündigungen 8 Wochen zum Ende des Kalenderjahres.

Jahresinhaltsverzeichnis im Dezemberheft. – Mikrofilmausgaben ab 44. Jahrgang, 1973,

sind durch University Mikrofilms Ltd., St. John‘s Road Tylers Green High Wycombe, Buckinghamshire,

England, HP 108 HR, zu beziehen.

Diese Zeitschrift und alle in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt.

Mit Ausnahme der gesetzlich zugelassenen Fälle ist eine Verwertung ohne Einwilligung des Verlages strafbar.

ISSN 0013-5437

Gedruckt auf chlor- und säurefreiem Papier

120


Termine

Messen, Tagungen, Fachausstellungen

Metro Rail 2012

4. VDEI Sicherheitstag Bahnbetrieb

27. – 30.03.2012 Terrapinn Ltd.

London (GB) Fon: +44 20 70921000,

E-Mail: enquiry.uk@terrapinn.com,

Internet: www.terrapinn.com

EXPO Ferroviaria 2012

27. – 29.03.2012 Mack Brooks Exhibitions

Turin (IT) Fon: +44 1727 814-400, Fax: -401,

E-Mail: expoferroviaria@mackbrooks.com,

Internet: www.expoferrovia.com

Gulf Rail

17. – 19.04.2012 Europoint

Dubai (VAE) Fon: +31 30 6981800,

E-Mail: ifo@railevents.eu,

Internet: www.gulfraildubai.com

Railways 2012

18. – 22.04.2012 Civil-Comp Press

Las Palmas (ES) Fon: +44 1786 870166,

E-Mail: info@civil-comp.com,

Internet: www.civil-comp.com

10th UIC ERTMS World Conference

24. – 26.04.2012 Stockholm (SE) IUIC

E-Mail: ertms2012@uic.org,

Internet: www.uic.org

INFRARAIL 2012

01. – 03.05.2012 Mack Brooks Group

Birmingham (GB) Fon: +44 1727 8144-00, Fax: -01,

E-Mail: info@mackbrooks.co.uk,

Internet: www.mackbrooks.com

4. VDEI Sicherheitstag Bahnbetrieb

03. – 04.05.2012 Info: VDEI Service GmbH

Gotha (DE) Fon: +49 30 226057-90, Fax: -91,

E-Mail: Service.GmbH@vdei.de,

Internet: www.vdei.de

9. Internationales Rail Forum

08. – 10.05.2012 Montané Comunicación

Madrid (ES) Fon: +34 91 3519500,

Internet: www.montane.eu.com

10.05.2012 VDEI Service GmbH

Gotha (DE) Fon: +49 30 22605790,

E-Mail: Service.GmbH@vdei.de,

Internet: www.vdei.de

8. Stadtbahn Forum

15.-16.05.2012 Schreck-Mieves

Darmstadt (DE) Fon: +49 6502 994167,

Internet: www.schreck-mieves-seminare.de,

E-mail: tina.gruber@schreck-mieves.de

Rail Solutions Asia

23.05-25.05.2012 TDH Exhibitions Ltd

Bangkok (TH) Fon: +44 1483 548-290, Fax: -302,

Internet: www.tdhrail.co.uk,

E-Mail: info@tdhrail.com

Rail+Metro China 2012

30.05. – 02.06.2012 Intex Shanghai Co., Ltd.

Shanghai (CN) Fon: +86 21 62-956882, Fax: -780038,

E-Mail: intexhxp@sh163.net,

Internet: www.metro-china.org

Eisenbahntechnisches Kolloquium 2012

14.06.2012 TU Darmstadt

Darmstadt (DE) Fon: +49 6151 16-65911, Fax: -6903,

E-Mail: eisenbahn@verkehr.tu-darmstadt.de,

Internet: www.verkehr.tu-darmstadt.de

Africa Rail 2012

25.-29.6.2012 Terrapinn Ltd.

Johannesburg (ZA) Fon: +27 11 463,6001, Fax: -6903;

E-Mail: enquiry.za@terrapinn.com,

Internet: www.terrapinn.com

UIC High Speed Congress 2012

10. – 13.07.2012 Congress & Exhibition Secretariat

Philadelphia (US) Fon: +31 30 69-81800, Fax: -17394,

E-Mail: info@uic-highspeed2012.com,

Internet: www.uic-highspeed2012.com/


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Fahrleitungsbau auf höchstem Niveau.

Fahrleitungsumbaumaschinen von Plasser & Theurer haben den Vorteil, dass Fahrdraht und Tragseil

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