Der SMM zu Besuch bei den Jungfraubahnen

Jungfraubahn: höchste Eisenbahnwerkstätte Europas

| Autor / Redakteur: Matthias Böhm, Chefredaktor SMM / Matthias Böhm

Blick ins Innere der Werkstätte Eigergletscher, wo die Züge komplett überholt werden, rechts gut zu sehen die vier vollständig modernisierten Drehgestelle.
Blick ins Innere der Werkstätte Eigergletscher, wo die Züge komplett überholt werden, rechts gut zu sehen die vier vollständig modernisierten Drehgestelle. (Bild: Thomas Entzeroth)

Bereits um 1900, als bis zu 300 Arbeiter am Eigergletscher wohnten, spielte die Werkstätte Eigergletscher für den Bau des letzten Streckenabschnitts der Jungfraubahn die zentrale Rolle. Heute ist die 15 Mitarbeiter starke Werkstätte Eigergletscher technologischer Garant dafür, dass über eine Million Gäste mit der Jungfraubahn den letzten Strecken­abschnitt zum Jungfraujoch befahren können. Der SMM sprach mit dem Werkstattleiter Heinz Inäbnit über die alltäglichen Herausforderungen im ewigen Eis.

Die Jungfraubahn führt von der Kleinen Scheidegg (2061 m), vorbei an der höchstgelegenen Eisenbahnwerkstatt Europas (2320 m) durch Eiger und Mönch bis auf das Jungfraujoch mit der höchsten Eisenbahnstation Europas (Tunnelstation, 3454 m) und überwindet auf einer Länge von 9,34 Kilometern fast 1400 Höhenmeter – alles elektrisch.

Jungfraubahn 1898: Der Tesla des Bahnwesens

Stichwort elektrisch: Das, was Tesla in der Automobilindustrie ist, war die Jungfraubahn im Bahnwesen bereits 1898. Der erste Streckenabschnitt von der Kleinen Scheidegg bis zum Eigergletscher wurde über Hochspannungsleitungen betrieben. Das zu einem Zeitpunkt, als noch nicht einmal die Grosseltern des Tesla-Gründers Elon Musk das Licht der Welt erblickt hatten. So viel zur Vorreiterrolle der Schweiz bezüglich Elektromobilität. Damals wurde auch der Grundstein für die Oberleitungsspannung gelegt, auf deren Technologie noch heute zugegriffen wird und deren Spannungsversorgung bei 16 000 Volt liegt. Die Elektromotoren der Züge werden mit Drehstrom (3 x 1125 V, 50 Hz) betrieben.

Gründung der Werkstätte Eigergletscher

Um 1900 liegt das Gründungsjahr der Werkstätte Eigergletscher. Sie entstand, als man den ersten Streckenabschnitt der Jungfraubahn in Angriff nahm. Die bereits bestehende Wengernalpbahn von Lauterbrunnen bis zur Kleinen Scheidegg war während der Wintermonate nicht in Betrieb. Um den Tunnelbau zum Jungfraujoch auch über die Wintermonate voranzutreiben, entstand am Eigergletscher ein kleines, 300 Mann grosses Dorf. Schon damals hat sich die Werkstätte Eigergletscher auf seriöse Unterhaltsarbeiten konzentriert: demontiert, gereinigt, geprüft und Neuanfertigungen vor Ort gemacht.

Die erste Etappe Kleine Scheidegg–Eigergletscher wurde von 1896 bis 1897 gebaut und 1898 in Betrieb genommen. Von 1897 bis 1912 hat man den Tunnel bis zum Jungfraujoch in Angriff genommen.

Spezialisten für Unterhalt und Modernisierung

Heute, etwa 120 Jahre später – das Dorf existiert nicht mehr –, sorgen die 15 Mitarbeiter der Werkstätte Eigergletscher auf 2320 m Höhe für einen sicheren Betrieb des oberen Streckenabschnitts der Jungfraubahn. Ohne die Spezialisten vor Ort würde es die Jungfraubahn so nicht geben. Die Techniker sind aber nicht nur für den Unterhalt der Jungfraubahn zuständig, sondern werden auch bei der Weiterentwicklung und Modernisierung der Zahnradbahn in den Entwicklungsprozess beratend hinzugezogen.

H. Inäbnit (Werkstatt-Leiter): «Unser Fuhrpark umfasst vier Doppeltriebwagen aus den Jahren 1992 und 1993. Im 2002 wurde in weitere vier Züge gleichen Typs und 2016 in vier dreiteilige Niederflurtriebzüge investiert. Darüber hinaus verfügen wir über Schienen-Dienstfahrzeuge, Schneefräsen, Doppelkipper, Werkstattwagen. Für das gesamte Rollmaterial machen wir die Revisionen, Umbauten, Reparaturen und teilweise Komponentenfertigung. Spezifische Montageeinrichtungen, z. B. zum Einpressen von Wälzlagern usw., konstruieren und fertigen wir hier vor Ort.»

Von der Zerspanung bis zur Elektrik

Für Abwechslung sorgen weniger die über eine Million Fahrgäste pro Jahr, sondern, dass der Aufgabenbereich so breit gefächert ist.

H. Inäbnit: «Neben zerspanungs-, montage- und elektrotechnischen Arbeiten müssen wir auch alle pneumatischen und hydraulischen Systeme beherrschen. Selbst konstruktive Arbeiten werden vor Ort realisiert. Nur wenige Arbeiten, wie beispielsweise die Herstellung der Antriebszahnräder, werden ins Tal gegeben. Möglich macht das unsere gut ausgestattete Werkstatt mit Drehmaschinen, Fräszentren und Schleifmaschinen und unseren ausgezeichneten Fachkräften.

Damit zum Beispiel auf der Drehmaschine die Laufräder nachgedreht werden können, wurde sie mit einer Siemens-CNC-Steuerung nachgerüstet, um das Lauf-Profil prozesssicher nachzudrehen

Vom Innenausbau bis zur Getrieberevision

Auf die Frage, was die Arbeit in der Werkstätte Eigergletscher besonders macht, antwortet H. Inäbnit: «Es ist ein spannendes, abwechslungsreiches Umfeld. Zum einen bieten die Zahnradbahnen eine herausfordernde Technik vom Innenausbau der Wagen bis hin zum Antriebsstrang. Eine Getriebe­revision beispielsweise, die wir immer vor Ort machen, ist hochkomplex. Wir machen hier oben praktisch alle Arbeiten, die anfallen. Wir geben nur wenige Aufträge ins Tal. Wir sind sozusagen zu neunzig Prozent autark. Zum anderen ist der Umgang miteinander im Team hier oben etwas Besonderes – wir schauen zueinander. Wir müssen und können uns aufeinander verlassen. Die Umgebung ist anspruchsvoll. Bei Sturm kann es recht ungemütlich werden, wenn die Urgewalten der Natur direkt auf der Haut zu spüren sind. Dann gibt es die schönen Seiten, dass wir den Feierabend mit einer Skiabfahrt oder mit dem Mountainbike beenden können, sozusagen als Belohnung.» Für H. Inäbnit genau die richtigen Bedingungen, sonst wäre er nicht schon 35 Jahre dabei.

Know-how-Transfer vom Eigergletscher ins Thurgau und zurück

Der Hersteller der heutigen Jungfrau-Zugkompositionen ist Stadler Rail, früher noch SLM. Die Teams von Stadler Rail und der Werkstätte Eigergletscher stehen bei technologischen Weiterentwicklungen und Modernisierungen der Zahnradbahnen in einem engen und kontinuierlichen Erfahrungsaustausch. Stadler ist weltweit der einzige Hersteller von Zahnradbahnen. H. Inäbnit: «Die Spezialisten von Stadler schätzen unsere Erfahrungen, die wir hier vor Ort gewinnen, und lassen unser daraus gewonnenes Know-how in die Weiterentwicklung neuer Zugkomponenten einfliessen. Das freut uns und es macht uns auch ein wenig stolz.»

Klassische Wartungsarbeiten

Als die SMM-Redaktion vor Ort war, wurden gerade die Revisionen mehrerer Drehgestelle fertiggestellt, die parallel zu den Fahrzeugkästen revidiert wurden. Kurz zum Funktionsaufbau eines Drehgestells: Ein Drehgestell ist die kompakte Antriebseinheit eines Zuges, auf der die Wagenkasten aufliegen. Ein Drehgestell wird von einem Elektromotor (300 kW, 4500 1/min) angetrieben, gebremst von zwei unabhängigen und unerschöpflichen Bremssystemen. Davon eine schnelllaufende Getriebebremse auf der Motorwelle, deren Umfangsgeschwindigkeit maximal bei etwa 340 km/h liegt. Angeflanscht ist ein mehrstufiges Getriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von 15,7 : 1, welches das Antriebszahnrad und die Achswelle treibt. Auf der Achswelle sitzt die zweite Bremse, deren Drehzahl derjenigen der Antriebswelle entspricht.

H. Inäbnit: «Viele unserer Aufgabenbereiche liegen in Bereichen mit hohem sicherheitsrelevantem Potential. Für die Revisionsarbeiten müssen wir uns an die entsprechenden Richtlinien des Bundesamtes für Verkehr und der Revisionspläne halten, um keine Ausfälle während des Betriebs zu provozieren. Ein technisches Problem im Jungfraubahntunnel, beispielsweise durch einen Lagerausfall, müssen wir mittels vorausschauender Wartung kategorisch ausschliessen.»

Mehr Gäste bedeuten mehr Wartungsintervalle

Dass die älteren Zugkompositionen modernisiert werden mussten, liegt in der Anforderung begründet, mehr Fahrgäste zu befördern, was letztlich eine Produktivitätssteigerung der Züge erforderte. Produktivitätssteigerung ist in jeder Produktion Alltagsthema. Das ist bei der Jungfraubahn nicht viel anders. Hier geht es aber nicht um schnellere Teilefertigung, sondern darum, die Personenkapazitäten zu erhöhen. Um über eine Million Menschen pro Jahr zum Jungfraujoch zu transportieren, musste der Fahrplan erweitert und verdichtet werden, was Auswirkungen auf das Arbeitsspektrum der Werkstätte Eigergletscher hatte.

H. Inäbnit: «Bisher hatten wir eine Umlaufzeit von zwei Stunden von der Kleinen Scheidegg zum Jungfraujoch und zurück. Heute sind es nur noch 1,5 Stunden. Da mussten natürlich im Vorfeld Machbarkeitsstudien gemacht werden, das ist klar. Hier arbeiten wir mit Stadler Rail zusammen und prüfen mögliche Geschwindigkeitsprofile auf der Strecke. Sicherheit ist immer oberstes Gebot. Die Reduktion von 2 auf 1,5 Stunden ist eine enorme Leistungssteigerung auf dieser Strecke. Deshalb musste die Antriebs- und Bremsleistung der Züge gesteigert werden. Das war eine echte Herausforderung. Die 250-Promille-Steigungen konnten wir bisher mit maximal 20 km/h befahren, heute fahren wir 28 km/h schnell. Die Höchstgeschwindigkeit liegt jetzt bei 33 km/h statt bei 28 km/h.»

Komplettumbau mit Leistungssteigerung

Die acht vorhandenen Doppeltriebwagen wurden deshalb komplett umgebaut und modernisiert. Die Motor-Leistungen wurden von 200 auf 300 kW (100% ED, Nennleistung) angehoben, mit maximalen Spitzenleistungen von 400 kW (40% ED). Ein anspruchsvolles Projekt, das mit Stadler Rail realisiert wurde.

Zusammengefasst heisst das: «Für uns bedeuten mehr Fahrgäste gleichzeitig mehr Kilometer, das wiederum bringt mehr Verschleiss, mehr Wartungsintervalle und Revisionen, die wir genau planen müssen, um auch in Zukunft einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Wenn ein Antriebszahnrad bisher nach 10 Jahren getauscht werden musste, müssen wir es jetzt z. B. nach zirka 8 Jahren wechseln. Solche Aspekte müssen wir hier oben hochgradig seriös umsetzen», so H. Inäbnit.

Bremssystem muss angepasst werden

Eine Leistungssteigerung bringt wie oben beschrieben eine Vielzahl von Herausforderungen mit sich, erstes Beispiel: Aufgrund der höheren Geschwindigkeiten musste das Bremssystem angepasst werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die geforderte Bremsleistung nicht linear, sondern quadratisch zum Geschwindigkeitszuwachs ansteigt.

«Die neueste, auf die höheren Geschwindigkeiten angepasste Generation unseres Bremssystems funktioniert folgendermassen: wenn das erste Bremssystem eingreift und die Verzögerung zu klein ist, dann greift automatisch das zweite Bremssystem mit ein.»

Notbremsung alle drei Monate

Alle drei Monate wird eine Test-Notbremsung aller Triebfahrzeuge gemacht. Bei einer Schnellbremsung liegen bis zu 15 Tonnen auf einem Zahn. Bei der Bremsung einer Zahnradbahn gibt es, wie bei jedem Stirnrad-Getriebe, immer eine vertikale Kraftkomponente wegen des Eingriffswinkels von 20° der Evolventenverzahnung. Hier kommt etwas Spezielles bei Zahnradbahnen zum Zug: Ist die Bremskraft zu gross, kann die Vertikalkraft so hoch werden, dass das Zahnrad aus der Zahnstange gehoben wird. Deshalb muss auch die maximale Bremsverzögerung kontrolliert werden.

Die Bremstrommeln sind so ausgelegt, dass sie nur einen geringen Verschleiss haben und rund 700 000 km Standzeit haben, das sind – Stand heute – 20 Jahre. Müssen die Bremsbänder infolge geringer Verzögerungswerte erneuert werden, ist dies in zwei Arbeitstagen möglich.

Neues Schmiersystem wegen höherer Geschwin­digkeit

Zweites Beispiel: Wegen der höheren Drehzahlen des Antriebsritzels musste das bisherige Schmiersystem neu platziert werden.

H. Inäbnit: «Bisher hatten wir den Schmierstoff zwischen Antriebszahnrad und Zahnstange auf das Zahnrad per Öl-Luft-Gemisch aufgetragen. Während der ersten Versuchsfahrten haben wir fest­gestellt, dass aufgrund der höheren Geschwindigkeiten und Achsdrehzahlen ein grosser Teil des Schmierstoffs vom Zahnrad weggeschleudert wird. Eine prozesssichere Schmierung zwischen Antriebs­zahnrad und Zahnstange war damit nicht mehr gewährleistet.»

Das Schmierkonzept musste an die neue Situation angepasst werden. Das Öl-Luft-Gemisch wird neu direkt auf die Zahnradstange gesprüht. H. Inäbnit: «Das hört sich für den Aussenstehenden relativ einfach an. Aber wenn wir mit unserem Team eine komplette Zugkomposition umrüsten und Versuche fahren, gleichzeitig den Alltagsbetrieb aufrechterhalten müssen, dann erkennt man plötzlich, welcher Aufwand hinter solch einem Schmiersystemwechsel steckt.»

Schwierige Schmierung im Winter

Wo wir grad bei der Schmierung sind: Im Winter ist die Schmierung der Zahnrad-Zahnstange-Paarung eine echte Herausforderung. Das liegt an den Schnee- und Eiskristallen, die einen abrasiven Einfluss auf den Schmierfilm haben.

H. Inäbnit: «Bei Schneefall fährt man einmal durch, dann ist die Zahnflanke blank. Das heisst, es fehlt der Schmierfilm zwischen Zahnrad und Zahnstange, die Reibung und der Verschleiss nehmen zu. Das ist eine grosse Herausforderung, auch weil die Schmiermenge aus umwelttechnischen Gründen zu begrenzen ist. Je nach Beanspruchung und Verhältnissen variieren wir die Schmierung. Dort, wo die Züge im offenen und steilen Bereich fahren, muss intensiver geschmiert werden. Im Tunnel ist es dagegen unproblematischer, weil die Witterungseinflüsse geringer sind.»

Anspruchsvolle Ersatzteilversorgung

Eine weitere Herausforderung stellen die Lieferfristen von Ersatz- und Verschleissteilen dar. Das liegt aber nicht an der Logistik in die Bergregion, sondern daran, dass es sich oft um Ersatzteile handelt, die eine äusserst geringe Nachfrage haben und erst auf Anfrage hin produziert werden. Beispielsweise können Wälzlager für Laufräder und Achsen eine über einjährige Lieferfrist haben. H. Inäbnit: «Wenn ich eine ‹Just-in-time-Lieferung› haben möchte, muss ich ein Jahr oder länger im Voraus bestellen. Auf solche Lieferzeiten müssen wir ausgerichtet sein. Wir verfügen deshalb über einen zeitlich genau abgestimmten Revisionsplan, wann wir Wälzlager und Verschleissteile für welche Baugruppen ersetzen. Das läuft bei Wälzlagern über Erfahrungswerte und/oder Lebensdauerberechnungen mit den entsprechenden Sicherheitsbestimmungen im Bahnwesen. Sicherheit geht immer vor. Was wir unbedingt vermeiden müssen, ist, dass ein sicherheitsrelevantes Bauteil während des Betriebs unerwartet ausfällt. Wir haben die Verschleissteile entsprechend auf Lager und führen genau Buch.»

Herstellen von Sonderlagern – Einschaben inklusive

Speziell wird es bei den älteren noch in Betrieb befindlichen Schienenfahrzeugen, wie H. Inäbnit sagt: «Wir haben auch noch über 100-jährige Fahrzeuge mit Gleitlagertechnologie im Einsatz. Das sind dann oft Sonderanfertigungen, die wir herstellen müssen. Bei den grösseren Gleitlagern beispielsweise müssen wir sie anhand von Konstruktionszeichnungen giessen lassen. Sind keine Zeichnungen mehr vorhanden, müssen wir sie im CAD-System selbst anfertigen. Das Drehen und Einschaben der Gleitlager machen wir direkt hier oben vor Ort. Gerade beim Einschaben haben wir noch zwei Spezialisten, die das Verfahren beherrschen.»

Treue Mitarbeiter

Die Mitarbeiter sind bei der höchstgelegenen Werkstatt ebenfalls ein Thema für sich, wie H. Inäbnit sagt: «Gute Mitarbeiter zu finden, ist nicht einfach, denn die Bedingungen hier oben inklusive Arbeitsweg sind alles andere als normal. Bis vor 30 Jahren haben die Mitarbeiter während der Woche hier oben übernachtet und gelebt. Die sind gar nicht ins Tal gegangen. Damals waren die Mitarbeiter oft nur 2–3 Jahre im Unternehmen und haben sich dann eine Stelle im Tal gesucht. Das ist heute besser organisiert, da wir auch den Arbeitsweg zum Teil als Arbeitszeit anrechnen, womit unsere Mitarbeiter auch einem normalen Privatleben nachgehen können. Die Betriebszugehörigkeit hat sich nicht zuletzt aus diesem Grund in den letzten Jahren verlängert.»

Eine lange Betriebszugehörigkeit ist insofern wichtig, als die Einarbeitungszeit in dem Technologiesegment relativ hoch ist. Vom fachspezifischen Aspekt her werden vielseitig begabte Spezialisten, die auch anpacken können, benötigt. Die besten Voraussetzungen bringen Polymechaniker, Elektromonteure und Automatiker mit.

H. Inäbnit: «Man muss körperlich recht robust sein. Wir bilden pro Jahr einen Polymechaniker aus und haben damit vier Auszubildende im Team. Es ist auch für die jungen angehenden Polymechaniker etwas Besonderes, an der höchstgelegenen Ausbildungswerkstätte Europas ihre Ausbildung abzuschliessen. Das macht sich in deren Lebenslauf positiv bemerkbar. Unsere Mitarbeiter sind hochgradig zuverlässig und vor allem extrem vielseitig.»

Grundvorrausetzung: Robustes Naturell

Neben den technischen Arbeiten ist die Werkstätte Eigergletscher für die Schneeräumung der Strecken zuständig. Weil dies bereits in den frühen Morgenstunden beginnt, müssen die hierfür zuständigen Mitarbeiter am Eigergletscher übernachten. Apropos Übernachten, «wenn das Wetter umschlägt, muss für das gesamte Team eine Übernachtungsmöglichkeit für eine längere Zeit gewährleistet sein, Verpflegung inklusive, mit allem, was dazugehört. Wer sich bei uns bewirbt, muss die Berge lieben und ein entsprechend robustes Naturell haben», sagt H. Inäbnit

Fazit: Wenn die Jungfraubahnen einen neuen Zahlenrekord von über 1,2 Millionen Fahrgästen verkünden, dann liegt das auch daran, dass das 15-köpfige Team an der Werkstätte Eigergletscher auch bei Wind, Sturm, Regen, Schnee und Hagel einen ganz herausragenden Job gemacht hat. SMM

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