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Donnerstag, 15 Juli 2021 08:00

Norwegen: Bane NOR testet spezielle Schwellen gegen Gleisverwerfung bei Hitze

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Fotos Bane NOR, Jonny Sellin, /Bane NOR.

Die Mitarbeiter von Bane NOR, Alf Helge Løhren, haben eine neue Art von Betonschwelle erfunden, die selbst an den heißesten Sommertagen Gleisverwerfungen auf der Bahn verhindern kann. Die Erfindung wird jetzt auf der Follobanen an der Einfahrt nach Oslo S getestet.

Das Gleis, auf dem der Zug fährt, wird von Schwellen gehalten. Wenn die Sonne scheint, dehnen sich die Schienen aus. Das kann dazu führen, dass das Gleis einem enormen Druck ausgesetzt wird und sich der Stahl ausdehnt. Das nennt man Gleisverwerfung und bedeutet, dass die Bahnstrecke für Reparaturen gesperrt werden muss. Dies ist in weiten Teilen der Welt ein Problem.

Doktorarbeit über Schwellen

Für Bane NOR hat ein kluger Kopf, Alf Helge Løhren, über eine neue Art von Betonschwellen promoviert, die er "Friksjonssville" (friction sleeper, Spannungsschwelle) genannt hat. Løhren hat diese Schwellen zusammen mit seinem Doktorvater an der NTNU (Norwegische Universität für Wissenschaft und Technologie), Rasmus S. Nordal, patentiert. "Wir haben es nicht gemacht, um Geld zu verdienen, sondern damit niemand anderes unsere Idee übernimmt, ohne dass wir anerkannt werden", sagt Løhren.

In einer Veröffentlichung der NTNU von Vegard Bjørntvedt heisst es: "Einige der alten Eisenbahnen in Norwegen haben Einschränkungen, die es unmöglich machen, ein durchgehend geschweißtes Gleis auf Teilen der Strecke zu erhalten. Diese Einschränkung führt zu Nachteilen für Bane NOR durch eine geringere Lebensdauer des Gleises und einen geringeren Komfort für die Reisenden. Als Ergebnis werden in dieser Arbeit Lösungen vorgestellt, die es ermöglichen, das Gleis auf einigen Teilen des Gleises durchgehend zu verschweißen, was bisher nicht möglich war. Basierend auf der Doktorarbeit von Alf Helge Løhren, wird in dieser Arbeit eine Weiterentwicklung und Optimierung der Spannungsschwelle vorgenommen, die er während seiner Forschung zusammen mit Rasmus S. Nordal im Jahr 2001 begründet hat. Für die Weiterentwicklung und Optimierung der Spannungsschwelle wurde eine Liste von Kriterien erstellt, die bei der Neukonstruktion zu berücksichtigen sind. Diese Kriterien sind in der TSI (Technische Spezifikation für Interoperabilität), Bane NOR und NS-EN 13230 festgelegt."

Weniger Lärm für Fahrgäste

Die Friksjonssville ist schwerer als gewöhnliche Betonschwellen und so konstruiert, dass sie einen besseren Halt auf dem Schotter hat. Das erhöht die seitliche Stabilität. Durch die Erfindung können Schienen nun auch in sehr scharfen Kurven voll verschweißt werden, was vorher nicht möglich war. Das Ergebnis ist in mehrfacher Hinsicht gut: Es reduziert Lärm, Wartungskosten und die Gefahr von Gleisverwerfung. "Die Friksjonssville kann auf die übliche Weise und mit ganz gewöhnlichen Gleisbaumaschinen verlegt werden", betont Løhren, der es schön findet, dass seine Erfindung genutzt wird.

Im Jahr 2018 stellte sich heraus, dass diese Schwellen die Herausforderungen von Follobanen in einer scharfen Kurve lösen könnten. Durch die Zusammenarbeit mit dem Zulieferer Sateba Norway (ehemals Spenncon Rail) in Hønefoss wurde die Schwelle weiterentwickelt und in Produktion gebracht. Im März 2021 wurden die ersten Exemplare bei Oslo S eingebaut.

"Wir haben 5-6 Millionen NOK (0,5 bis 0,6 Mio. EUR) in die Ausrüstung investiert und können 13.000 Schwellen pro Jahr produzieren", sagt Vegard Bjørntvedt, der Fabrikleiter bei Sateba Norway. Das entspricht knapp acht Kilometern Gleis.

"Bisher wurden Schwellen für die Follobanen und die Rørosbanen bestellt, aber wir sehen, dass die Zahl der bestellten Schwellen in den nächsten Jahren steigen wird", sagt Bjørntvedt.

Er kann sich aber nicht vorstellen, dass das Unternehmen in Hønefoss Schwellen exportieren wird. "Es ist teuer, Schwellen zu transportieren, außerdem gibt es in den verschiedenen Ländern unterschiedliche Standards. Aber wir haben Schwesterfirmen in anderen Ländern, die an dieser spannenden neuen Entwicklung interessiert sind", sagt Bjørntvedt.

Verlegt auf der Rørosbanen

Die Rørosbanen hat 700 Schwellen bestellt, die in einer Wendekurve, der sogenannten "Krok-kurven", verlegt werden sollen. Die Arbeiten sollen im Herbst durchgeführt werden.

"Zwischen Haltdalen und Støren gibt es zwei scharfe Kurven mit offenen Schienenstößen. Diese konnten wir bisher wegen der Gefahr von Gleisverwerfung nicht schweißen. Auf der einen Seite der Strecke befindet sich ein steiler Einschnitt, auf der anderen Seite ein Fluss. Durch die Verlegung dieser neuen Schwellen können wir nun das gesamte Gleis verschweißen", sagt Berit Bårdstu, stellvertretende Fachbereichsleiterin in Linjen Trøndelag, Bane NOR.

Das ist Gleisverwerfung

In Norwegen ist insbesondere das Hinterland am stärksten der Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Der Grund dafür sind große Temperaturunterschiede: Wenn die Sonne an den heißesten Sommertagen scheint, kann die Schienentemperatur über 50 Grad betragen. Im Winter können die Temperaturen bis auf minus 45 Grad sinken. Erhöht sich die Temperatur um ein Grad, erhöht sich gleichzeitig der Druck auf die Schiene um mehrere Tonnen. Strecken mit vielen scharfen Kurven sind anfälliger für Gleisverwerfung.

Bengt Dahlberg, WKZ, Quelle Bane Nor

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