Der grüne Weg: 10 Jahre E³

Vor 70 Jahren wurde durch den Wechsel vom mechanischen zum hydraulischen Stopfantrieb eine Zeitenwende in der Gleisdurcharbeitung eingeleitet. Mittels asynchronem Gleichdruck-Stopfprinzip und hydrostatischem Antrieb konnten erstmals Wirkungsgrade von ca. 70 % erzielt werden. Diese Grundidee wurde im Laufe der Jahrzehnte von Plasser & Theurer stetig weiterentwickelt und mit neuen Lösungen für die Kundenanforderungen angereichert: Mehr-Schwellen-Stopftechnologie, kontinuierliche Arbeitsweise oder Drehzahlregelung bei Stopfaggregaten sind Beispiele für wichtige technologische Entwicklungen. Als nächster richtungweisender Schritt kann der Wechsel vom hydraulischen zum elektrischen Antrieb gesehen werden.

Wegbereiter für einen möglichen CO₂-neutralen Betrieb war 2014 eine Erweiterung des Antriebssystems zur Anbindung an den Bahnstrom durch Oberleitungskomponenten. Im ersten Schritt konnte die etablierte Grundarchitektur der Maschinen beibehalten werden. Neben dem Dieselmotor, der dem hydraulischen Antriebssystem die Energie liefert, wurde ein zusätzlicher Elektromotor durch Bahnstrom über Stromabnehmer, Transformator und Stromrichter gespeist. Dies leitete die Ankunft in der ersten Evolutionsstufe der E³-Technologie von Plasser & Theurer ein: das elektro-hydraulische Antriebskonzept. Es konnte erstmals Bahnstrom für den Antrieb einer Bahnbaumaschine genutzt werden.

Der Anteil an erneuerbarer Energie im deutschen Bahnstrom nimmt erheblich zu, 2022 lag er bei 65,2 %. In Österreich wird der Bahnstrom zur Gänze aus Wasserkraft, Sonne und Wind gewonnen. Der Fahrdraht stellt die perfekte Energiequelle für die Gleisinstandhaltung dar. Ein Unternehmen, das als Pionier 2016 auf die E³-Technik setzte, ist Krebs Gleisbau mit einem Unimat 09-32/4S Dynamic E³. Diese Stopfmaschine für Gleise und Weichen lieferte Daten, die schnell belegten, dass umweltfreundliches Agieren auch wirtschaftlich sein kann.

Als nächster Schritt in der E³-Technologie folgte die konsequente Weiterentwicklung zu einem vollelektrischen System, das den Gesamtwirkungsgrad auf ca. 83 % erhöhen konnte. Das Rückgrat bildet eine 750 V-DC-Spannungsversorgung (DC supply link), welche die vollelektrische Energieverteilung an alle relevanten Verbraucher auf der Bahnbaumaschine ohne Umwege übernimmt. Das Bordsystem, die Heizung, Lüftung und Klimatisierung und auch alle rotatorischen Bewegungen werden elektrisch angetrieben. Dies schließt auch den Fahrantrieb (elektrische Triebdrehgestelle), die Antriebe der Arbeitsaggregate (Vibrationsantrieb der Stopfaggregate und Dynamischer Gleisstabilisator) sowie die elektrische Satellitenvorfahrt einer kontinuierlich arbeitenden Stopfmaschine ein. Die elektrischen Antriebe ermöglichen Steigerungen der Performance durch erhöhte Wiederholgenauigkeiten, mehr Effizienz und verringerte Wartungsaufwände. Bei Linearbewegungen spielt das Hydrauliksystem weiterhin seine Vorteile aus: effizient, robust und mit hoher Leistungsdichte. Somit wird das Beste beider Welten kombiniert.

Durch die steigende Nachfrage nach alternativen Antrieben im Bahnbau stehen heute in zahlreichen Arbeitsbereichen umweltfreundliche, CO₂-reduzierende Lösungen zur Verfügung. Inzwischen werden auch Fahrzeuge und Maschinen für Oberleitungsbau und -instandhaltung, Fahrweg- und Oberbauinstandhaltung mit neuen E³-Antrieben ausgestattet. Bei Stopfmaschinen für Strecken und Weichen, Schottermanagement und dynamische Gleisstabilisation entfaltet der Entwicklungsvorsprung von zehn Jahren deutliche Skalierungseffekte für das System Bahn, vor allem in Europa.