Track Split – ein Gleis, zwei Fahrbahnen

Konzeptstudie: TrackSplit

Dipl.-Ing. Johannes Stephanides, Dipl.-Ing. Roland Müller, Dr.-Ing. Walter Kik

Beschäftigt man sich mit Verkehrspolitik, ärgert man sich, wenn Autobahnen gebaut und EisenbahnNahverkehrs-strecken weiterhin stillgelegt und entwidmet werden.

Begründung: Die Strecken seien unrentabel und der Transport der wenigen Passagiere viel zu teuer.

Leider gilt: Eine gebaute Autobahn zieht Verkehr an, und man kann nach mehr oder weniger kurzer Zeit begründen, sie sei ausgelastet, also war sie notwendig. Bei einer Eisenbahnstrecke genügt der Bau oder die Instandhaltung nicht. Man muss auch genügend Fahrzeuge zur Verfügung stellen und den Betrieb nicht nur überwachen, sondern sinnvoll organisieren, so dass er wirklich als bequeme Alternative zur Fahrt im eigenen PKW angesehen wird. Bei Taktzeiten von 2 h ist die Bequemlichkeit des Bahnfahrens jedoch dahin.

ABER: Genügend Fahrzeuge zur Verfügung stellen reicht allein nicht!

Vollbahnen nach heutigen Normen sind schwer und transportieren im Prinzip nur ihre eigene Masse mit geringem Lebendinhalt. Straßenbahnen wie die in Karlsruhe, bei der die Gemeinden der Umgebung ins Straßenbahnnetz eingebunden sind, machen den Betrieb billiger. Denn die Fahrzeuge sind leichter - es gelten andere Normen - und sie machen außerdem die Anbindung des Umlandes an die Stadt einfacher.

Neue leichte Fahrzeuge, die wie das Aachener Rail Shuttle der RWTH Aachen in Entwicklung sind, werden die Fahrzeuge in der Anschaffung und im Betrieb billiger machen. Das Shuttle ist einem Omnibus ähnlicher als den derzeit benutzten Vollbahnen. Mit dem Shuttle auf eingleisigen Strecken bliebe jedoch das Problem, den Gegenverkehr nur durch Ausweichstellen möglich zu machen. Auch muss der Verkehr über Fahrpläne organisiert werden und ist zeitlich gebunden. Die flexible Verfügbarkeit in Zeit und Ort ist jedoch d a s Hauptargument für die Benutzung des PKW.

Vor vielen Jahren hat der US-amerikanische Ingenieur L. Edwards das Monorail-System 'System21' entwickelt. Die Fahrzeuge hängen nicht wie in Wuppertal, sondern stehen jeweils auf nur einer Schiene. Ständer tragen die Fahrzeuge für beide Richtungen und sie sind daher kollisionssicher. Oben in der Mitte angebrachte Schienen nehmen über Outrigger das Moment um die Längsachse der Fahrzeuge auf. Weichen sind bei diesem System im Gegensatz zu den meisten anderen Monorail-Systemen möglich.

Die stehende Bauweise führte bei uns zu der Idee, dass mit Fahrzeugen, die nur auf einer Schiene des Gleises fahren, die eingleisige Strecke gesplittet wird in zwei unabhängig befahrbare Schienen. Die Fahrt auf nur einer Schiene des Gleises wird ohne aufwendige Kreisel möglich, wenn eine zusätzliche Mittelschiene die Stabilisierung um die Längsachse übernimmt. Die geringsten Änderungen am bestehenden Gleis ergeben sich bei einer schmalen Bauweise der ‚Kabine‘, deren Massenschwerpunkt innerhalb des Gleises liegt.

Lauftechnische Simulationen mit unserem Mehrkörpersystem-Algorithmus zeigen, dass dieses System funktioniert.

Im Bild sind die Radprofile auf den Schienenprofilen mit in die Zeichenebene geklappten Kontaktflächen dargestellt.

Im Folgenden wird anhand dieser Profilbilder gezeigt, wie eine TrackSplit-Kabine mit

40 km/h durch eine ebene S-Kurve des Bogenradius 150 m fährt:

Mit 60 km/h durch eine Weiche fährt.

Verzweigung durch Zunge:

2. Durchfahrt des Herzstücks:

Der Vorteil bei TrackSplit ist: Verkehr mit ‚normalen‘ Schienenfahrzeugen wie Vollbahnen inklusive Güterwagen ist ohne Einschränkungen weiterhin möglich.

Die TrackSplit-Kabinen halten die Sicherheitsvorgaben bezüglich Weichen ein. Die Weichenstellung gibt die Fahrtrichtung vor. Die Regelung herkömmlicher Schienenverkehr und autonom fahrende TrackSplit-Kabinen dürfte mit heutigen Methoden machbar sein.

Die Realisierung von TrackSplit könnte das Ende des unökonomischen alleinigen Betriebs mit Vollbahnen auf wenig befahrenen eingleisigen Strecken sein. Statt deren verschwenderischer Stilllegung wäre in Zukunft eine Mischung von Eisenbahnen und kleinen Kabinenfahrzeugen möglich.

Flexibel sind die TrackSplit-Kabinen jedoch nicht nur in der zeitlichen Verfügbar-keit im Gleis, sondern auch außerhalb des Gleises auf Straßen und Wegen. Das Laufwerksmodul hat neben Eisenbahnrädern auch Räder mit Reifen. Über Wiegenanlenkungen oder Luftfedern lassen sich die Räder mit Reifen absenken und das Kabinenfahrzeug kann an Bahnübergängen das Gleis verlassen und auf der Straße als ‚PKW‘ fahren.

Zusammengefasst hieße TrackSplit:
• Autonomer Zweirichtungsverkehr auf einem Gleis mit Kabinen die
• auch auf Straßen fahren können.

Auf Schienen gilt:

• Sicherer Betrieb, kein Überholen, kein Drängeln usw.
• Keine Staus
• Geringerer Energieverbrauch

Der Verkehr mit den TrackSplit Kabinen kann:

• flexibel in Ort und Zeit sein und ist eine
• Ergänzung zum herkömmlichen Personen- und Gütertransport auf gleicher Strecke.

Nachteil: TrackSplit braucht eine zusätzliche T-Mittelschiene, um aus einem Gleis eine Zweirichtungsfahrbahn zu machen. An Weichen braucht es teilweise Aufkletterhilfen für die Räder mit Aussenflanken, um eine aktive Steuerung des Aufkletterns zu vermeiden.

Simulationsergebnisse nach der Norm EN14363 ‚Bahnanwendungen – Versuche und Simulationen für die Zulassung der fahrtechnischen Eigenschaften von Eisenbahnfahrzeugen…‘ und einige mehr wie Verschleißsimulationen sind im Bericht ‚TrackSplit-Lauftechnische Simulationen‘ zu finden.