Sicher zum Zug

Antriebstechnik

Getriebemotoren – Die Automatisierung der Trittstufen von Eisenbahntüren erfordert eine zuverlässige Antriebstechnik. Ein laufruhiges Antriebssystem mit Kronenradgetriebe verbindet dabei einen sicheren Betrieb mit einem hohen Wirkungsgrad.

19. März 2014

Ein innovativer Bereich der Technik ist die Eisenbahntechnik, schließlich erwarten die Fahrgäste im Öffentlichen Nahverkehr von den Verkehrsunternehmen nicht nur Pünktlichkeit, sondern zugleich ein Höchstmaß an Sicherheit. Die Bahntechnik muss deshalb einer Vielzahl von Sicherheitsbestimmungen gerecht werden.

Zugleich jedoch sind die Bauteile der Bahntechnik im Betrieb permanent enormen Belastungen ausgesetzt und müssen im Einsatz Temperaturen von –40 bis +70 Grad Celsius ebenso standhalten wie Spritz- und Schwallwasser oder Vereisungen im Winter. Höchste Vibrationsfestigkeit, maximale Korrosionsbeständigkeit und eine hohe Schutzart müssen deshalb sicherstellen, dass Funktionalität und Sicherheit aller Fahrzeugteile auf Dauer nicht auf der Strecke bleiben.

Selbst unscheinbare Komponenten wie etwa die Antriebe für die Einstiegshilfen und die Türsysteme werden deshalb für extreme Bedingungen ausgelegt – und das für die Dauer von mehreren Millionen Bewegungszyklen. Im Einstiegsbereich spielt zudem die Sicherheit der Passagiere eine besondere Rolle. So muss zum Beispiel eine schnell reagierende, zuverlässige Mechanik im Fall von Fehlbedienungen verhindern, dass Fahrgäste eingeklemmt werden.

Diesen Ansprüchen müssen natürlich auch die Züge des Regionalverkehrs gerecht werden, wie beispielsweise die Matterhorn-Gotthard-Bahn, mit der jährlich mehr als sechs Millionen Reisende in den Schweizer Kantonen Wallis, Uri und Graubünden bei starken Klimaschwankungen zwischen dem Talbahnhof und der in 3.000 Meter Höhe gelegenen Bergstation Gronergrat unterwegs sind. Für die automatisierte Bewegung der Einstiegsstufen in diesen Zügen hat deshalb der Antriebstechnikhersteller EBM-Papst Zeitlauf aus Lauf bei Nürnberg gemeinsam mit dem Fahrzeugtürenspezialisten Gebr. Bode GmbH & Co. KG in Kassel ein Trittautomations-System realisiert, das auch unter härtesten Betriebsbedingungen zuverlässig und sicher arbeitet.

Eine besondere Herausforderung bei der Realisierung des Systems war es, eine Lösung zu finden, die sich ohne Kompromisse bei der Funktionalität auf sehr begrenztem Bauraum integrieren lässt. Zudem sollte die eingesetzte Antriebstechnik trotz der räumlichen Einschränkungen möglichst große Drehmomente erreichen, um die schweren Trittbretter bewegen zu können. Für Friedrich Obermeyer, Leiter der Projektentwicklung bei EBM-Papst Zeitlauf war daher von Anfang an klar: »Mit der Kronenradtechnologie ließen sich unsere Vorstellungen am besten verwirklichen.«

Standardnahe Lösung

Die standardnahe Lösung beruht deshalb auf dem kompakten und effizienten Kronenradgetriebe der Baureihe EtaCrown 63.3 aus dem Antriebstechnik-Baukastensystem von EBM-Papst Zeitlauf, das von einem laufruhigen DC-Motor mit integriertem Encoder angetrieben wird. Mit einer Untersetzung von i=120:1 erreichen die Getriebe auf engstem Bauraum Wirkungsgrade von mehr als 85 Prozent. Die Winkelgetriebe nutzen die Kronenradtechnologie, die durch Wälzreibung deutlich energieeffizienter arbeitet als etwa Schneckenradgetriebe mit Gleitreibung. Dabei gewährleisten die aus Stahl gefertigten Zahnräder selbst unter starker Beanspruchung eine Lebensdauer von vielen Tausend Betriebsstunden.

Im täglichen Betrieb auf den Schienen der Matterhorn-Gotthard-Bahn hat sich der vandalismussicher integrierte Antrieb gut bewährt. Dank der fehlenden Selbsthemmung des Kronenradgetriebes lässt sich der Tritt zudem notfalls auch von Hand einklappen. Weil die Trittautomation auf vorhandene Systemlösungen aufsetzt, lässt sie sich zudem bei Bedarf auch besonders kostengünstig und schnell in Kleinserien und unterschiedlichen Varianten realisieren.

Für Friedrich Obermeyer steht fest: »Bahntechnik muss höchsten Ansprüchen an die Fahrgastsicherheit und Zuverlässigkeit genügen. Ein strenges, durchgehendes Qualitätsmanagement in Planung, Entwicklung und Produktion ist deshalb auch bei Einstiegssystemen unerlässlich.« Die Entwicklung von Antriebs- und Getriebelösungen für die Bahntechnik basiert bei EBM-Papst Zeitlauf deshalb auf dem so genannten »RAMS-Konzept« mit den Aspekten Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Instandhaltbarkeit, Sicherheit (Reliability, Availability, Maintainability, Safety). Dieses Konzept ist Bestandteil der Norm DIN EN 50126 und soll sicherstellen, dass potenzielle Fehler bereits in der Planungsphase entdeckt und verhindert werden können. Zusätzlich orientieren sich die Antriebsspezialisten aus Mittelfranken bei der Entwicklung von Getriebelösungen für Schienenfahrzeuge an der Bahnnorm DIN EN 50155.

Auf einen Blick

- Die EBM-Papst Zeitlauf GmbH in Lauf bei Nürnberg ist ein führender Hersteller von Getriebemotoren mit Stirnrad-, Planeten- und Kronenradtechnologie sowie individuellen Sonderlösungen.

- Das bis 2013 inhabergeführte Unternehmen mit mehr als 260 Mitarbeitern ist heute Teil der EBM-Papst-Gruppe und fokussiert auf die Branchen Healthcare, Access Automation, Public Transportation und E-Vehicles.

Erschienen in Ausgabe: 02/2014