Forschung für die urbane Schiene

Shift2Rail, IN2TRACK und Horizon2020

Verbesserungen jeder Art im Rad-Schiene-System sind Gegenstand der europäischen Shift2Rail-Technologieinitiative (S2R). Darin inkludiert ist das 2016 gestartete Vorhaben IN2TRACK (I2T), aus europäischen Fördermitteln Horizon 2020 (H2020) gestützt, mit einem I2T-Industriekonsortium und diversen Forschungspartnern. Ein Beispiel: Die Wiener Linien untersuchten ihr Straßenbahnnetz im Rahmen von I2T in S2R eingehend. Im Teilprojekt „Enhanced Maintenance and Operation“ sind Ergebnisse fixiert – auch zum Komplex Schienenschleifen.

Theoretische Grundlagen für das neue Produkt lieferte eine Marktstudie, die gemeinsam mit der Technischen Universität Wien im Rahmen des europäischen Forschungsprogramms Shift2Rail 2018 entstand. Viele neue Light Rail Transit-Systeme (LRT) weltweit haben ebenso Bedarf an präventiver Schienenpflege wie bestehende, traditionsreiche Netze. Das Schleifen des Fahrkopfs sorgt für Lärmreduzierung und für Werterhalt durch verlängerte Liegedauer der Schienen.

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Forschung für die urbane Schiene

Schienenschleifen in Stadtverkehrsnetzen

Bei Netzen von Straßenbahn, Stadtbahn und U-Bahn kann der Schienenkopf vielerlei Störungen aufweisen. Durch die Belastung entstehen Riefen, Riffeln, Wellen und anderes mehr. Seit Jahrzehnten ist präventives oder zumindest regelmäßiges Schienenschleifen ein bewährtes Gegenmittel. Die Schädigungen an der Fahrfläche beeinträchtigen zum einen die Laufruhe und Nutzungsdauer, zum anderen verursachen sie mit zunehmender Intensität auch Erschütterungen und Schallemissionen. Von Schäden am Schienenkopf ausgehender Körper- und Luftschall beeinträchtigt die Gesundheit der Menschen im Umfeld. Lärmbelastung ist laut Weltgesundheitsorganisation (WHO) eine der größten Umweltgefahren. Lärm wirkt sich negativ auf die menschliche Gesundheit aus, körperlich und geistig. Verkehrslärm ist eine Hauptursache, er geht auch vom Schienenverkehr aus.

Intensiv oszillierend schleifen

Bei entstehenden Schienenkopfschäden und ihren Folgen hilft Schienenschleifen schnell und vergleichsweise einfach. Problematisch dabei waren bisher häufige und teilweise enge Radien, in denen der zwischen zwei Radsätzen geführte Schleifstein die Ideallinie verlässt. Auch brauchen bestimmte Streckenabschnitte eine etwas stärkere Behandlung, als dies bei einfacher Überfahrt möglich ist. Mit einer neuen Technik im Schienenschleifanhänger ATMO (Automatic Track Machine Oscillator) sind die Probleme im Bogen Vergangenheit. Darüber hinaus intensiviert ein oszillierendes Schleifverfahren die Bearbeitung. ATMO ist Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen Forschung, Verkehrsbetrieb und Engineering.

Ruhe, Sauberkeit und Sicherheit

Regelmäßiges Schleifen des Fahrkopfes wird auch Akustikschliff genannt. Vermiedene Anregung durch Fehler an der Schienenoberfläche reduziert Körper- und Luftschall, somit das Abrollgeräusch direkt an der Quelle. Zweiter Vorteil des Schienenschleifens: Bei Laubfall übernehmen die Rutschersteine neben der Glättung des Fahrkopfes auch den „Sauberkeitsschliff“. Laub im Gleis führt schnell zu einer Schmierfilmbildung, die den Rad-Schiene-Kontakt nachhaltig beeinträchtigt. Folge: Schleudern beim Anfahren. Gefährlich wird das Gleiten auf dem Schmierfilm beim Bremsen. Da beim Rutschersteineinsatz die Zugabe von Wasser obligatorisch ist, verbessert der „Nassschliff“ gerade im Herbst den Bremsweg zusätzlich – und ist wegen vermiedener Betriebsgefahren somit neben der Lärmreduzierung auch aktive Unfallprävention.

Untersuchungen mit dem Prototyp

Das an der Betriebspraxis ausgerichtete und wissenschaftlich begleitete Projekt zum urbanen Schienenschleifen startete 2016. Die Potenzialanalyse lag 2018 vor, 2020 war der Prototyp fertig. Seit Mitte 2020 wird er getestet. Öffentlich präsentiert wird der ATMO erstmals auf der InnoTrans 2021.

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