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GRUNDLAGEN DER SEILBAHNTECHNIK

Konstruktionselemente von Standseilbahnen, Pendelbahnen und Zweiseilumlaufbahnen

Einer Anregung aus dem ISR-Leserkreis folgend veröffentlicht die ISR in den laufenden Ausgaben eine Serie von Beiträgen über Grundlagen der Seilbahntechnik, die Prof. Josef Nejez für diejenigen Leserinnen und Leser verfasst, die über keine fachtechnische Ausbildung verfügen.

von: Josef Nejez

Alle Seilbahnsysteme weisen eine Fülle von Konstruktionselementen auf. Die Funktion dieser Bauteile ist in vielen Fällen unmittelbar einleuchtend, beispielsweise die der Stützen von Seilschwebebahnen; es ist offensichtlich, dass sie die Unterstützungspunkte für die Seilbahnseile entlang der Trasse bilden. Die konstruktive Gestaltung dieser Unterstützungspunkte für die verschiedenen Betriebsseile (Tragseil, Zugseil, Förderseil) und die Funktion der beteiligten Bauteile kann man jedoch nicht als allgemein bekannt voraussetzen. Gegenstand des vorliegenden Beitrages ist die Beschreibung einiger derartiger Konstruktionselemente, die dazu beitragen soll, wichtige technische Gegebenheiten bei den verschiedenen Seilbahnsystemen besser zu verstehen.

Standseilbahnen

Standseilbahnen sind dadurch gekennzeichnet, dass ihre Fahrzeuge in der Regel auf einem Gleis fahren und von einem Zugseil bewegt werden. Die häufigste Form der Standseilbahn ist jene mit zwei Fahrzeugen im Pendelbetrieb auf eingleisiger Strecke mit einer Ausweichstelle in der Streckenmitte, an der die beiden Fahrzeuge aneinander vorbeifahren.

Trassen- und Zugseilführung

Das Zugseil wird auf der Strecke zwischen den Schienen des Gleises auf Rollen geführt. In geradlinigen Trassenabschnitten sind das zwei nebeneinander liegende gerade Zugseilrollen, eine für das Zugseil, eine für das Gegenseil (s. Abb. 1).

Im Gegensatz zu den Seilschwebebahnen, bei denen die Trasse zwischen den Stationen – ausgenommen ganz seltene Sonderkonstruktionen – geradlinig verläuft, kann die Trasse von Standseilbahnen auch Bögen aufweisen; in diesen Bereichen wird das Zugseil zur Aufnahme der horizontalen Ablenkkräfte durch schräge Rollen getragen (s. Abb. 2). Schräge Zugseilrollen werden auch im Bereich der Ausweichstelle benötigt, weil dort vier Gleisbögen auftreten (s. Abb. 4, obere Bildhälfte), und in den Weichen (s. Abb. 4, am unteren Bildrand). Auch in vertikaler Richtung sind Neigungsänderungen üblich: Kuppen (konkave Gleisbögen) und Wannen (konvexe Gleisbögen).

Abt’sche Weiche

Am oberen und unteren Ende der Ausweichstelle befindet sich je eine Weiche, die im Gegensatz zu normalen Eisenbahnweichen ohne bewegliche Schienenteile (Zungen) auskommt. Diese Weiche wird nach ihrem Erfinder Abt’sche Weiche genannt.

Zur Abt’schen Weiche gehört ein spezieller Radsatz der Standseilbahnwagen: auf einer Seite ein Rad mit doppeltem Spurkranz, auf der anderen Seite ein spurkranzloses Walzenrad. Abb. 3 zeigt schematisch die Radsätze der beiden Wagen, wenn sie nebeneinander in der Ausweichstelle stehen.

Die Abt’sche Weiche (s. Abb. 4) funktioniert wie folgt: Der linke Wagen hat das Spurkranzrad auf der linken Seite, der rechte Wagen auf der rechten. Damit wird der linke Wagen durch die Räder mit dem doppelten Spurkranz entlang der durchgehenden linken Außenschiene auf das linke Gleis der Ausweichstelle geführt, der rechte Wagen durch seine Räder mit dem doppelten Spurkranz entlang der rechten Außenschiene auf das rechte Gleis. In jeder der beiden Innenschienen gibt es eine Lücke mit Flügelschienen, durch die das Zugseil bzw. Gegenseil geführt wird. Das breite Walzenrad kann die Schienenlücke dank der Flügelschienen überwinden. Am Beginn der Abt’schen Weiche endet die Innenschiene in Form einer Flügelschiene mit Abstand zur Außenschiene, damit der innere Spurkranz des Spurkranzrades die Stelle passieren kann; das Walzenrad kann die gegenüberliegende Schienenlücke im Bereich der Flügelschiene überwinden.

Stationseinrichtungen

Der Antrieb der Standseilbahnen befindet sich in der Regel in der Bergstation. Das Zugseil wird von der meistens zweirillig mit Gegenscheibe ausgeführten Antriebsscheibe über Ablenkscheiben zu den Streckenrollen der Trasse geführt und an den Wagen verankert (Vergusskopf, Trommelverankerung oder Klemmen; s. Beitrag Seilverbindungen in ISR 5/2018, S. 12). In der Regel haben Standseilbahnen ein Gegenseil, das in der Talstation um eine gewichtsgespannte Umlenkscheibe läuft. Dadurch wird die Seilspannkraft des Zugseiles im betrieblich notwendigen Ausmaß erhöht (Schlaffseilvermeidung bei Bremsvorgängen, Rutschsicherheit an der Antriebsscheibe).

Die Standseilbahnwagen sind angepasst an die Streckenneigung stufenförmig in Abteile unterteilt. Dementsprechend müssen auch die Bahnsteige als mehr oder weniger flache Treppen ausgeführt sein (s. Abb. 5).

 

Pendelbahnen

Wenn man von Pendelbahnen spricht, meint man in der Regel zweispurige Seilschwebebahnen nach dem Zweiseilsystem (einfaches oder doppeltes Tragseil und ein Zugseil) und Pendelbetrieb mit zwei Fahrzeugen (Abb. 6).

Die Stationsbauwerke sind meist kurz und wegen der Höhe der Fahrzeuge (Kabine + Gehänge + Laufwerk) vergleichsweise hoch (Abb. 7).

Stationseinrichtungen

Die Tragseile haben in der Bergstation Trommelverankerungen und sind in der Talstation entweder gewichtsgespannt oder an Trommeln fixverankert.

Der Antrieb ist in der Mehrzahl der Fälle in der Bergstation angeordnet, die Spanneinrichtung für die Zugseilschleife in der Talstation (meist Spanngewicht). Antrieb und Spanneinrichtung können auch in der selben Station angeordnet sein („gespannter Antrieb“), dann eher in der Talstation.

Zugseilführung

Das Zugseil wird in der Antriebsstation von der Antriebsscheibe über Ablenkscheiben auf die Strecke geführt, läuft dort gegebenenfalls über die Zugseiltragrollen von Stützen bis zu den Fahrzeugen, wo es an den Gehängeachsen (Verbindung zwischen Gehänge und Laufwerk der Pendelbahnwagen) angehängt ist, meistens mittels Vergussköpfen. Ein weiteres Zugseil führt von den Gehängeachsen der Fahrzeuge gegebenenfalls über die Tragrollen von Stützen zu den Ablenk- und Umlenkscheiben in der Gegenstation. Das Zugseil oberhalb der Fahrzeuge wird als oberes Zugseil bezeichnet, das untere mit meist geringerem Durchmesser als unteres Zugseil. Abb. 8 zeigt das Laufwerk eines Pendelbahnwagens mit den Bezeichnungen der genannten Konstruktionselemente.

Oberes und unteres Zugseil können auch als geschlossene, gespleißte Zugseilschleife ausgeführt sein. Die Fahrzeuge sind in diesem Fall mit Klemmen am Zugseil befestigt.

Stützen

Um einen ausreichenden Bodenabstand der Fahrzeuge gegenüber dem Gelände zu gewährleisten, werden die Seile wo erforderlich auf Streckenbauwerken (Stützen) aufgelagert (s. Beitrag Seilkurven, Längenschnitt von Seilbahnen in ISR 2/2019, S. 16). Die Stützen von Pendelbahnen sind in der Regel als Maststützen in Stahlfachwerk-Bauweise ausgeführt. Abbildung 9 zeigt den Kopf einer derartigen Stütze mit den zur Führung der Trag- und Zugseile erforderlichen Konstruktionselementen: Tragseilschuhe und Zugseiltragrollen an beiden Seiten des Stützenquerhaupts. Die Position von Trag- und Zugseil am Stützenquerhaupt verdeutlicht die Schemazeichnung in Abbildung 10.

 

Pendelbahnen mit Doppeltragseiltechnik

Moderne, leistungsfähige Pendelbahnen mit vergleichsweise großen Kabinen, z. B. 100 Personen Fassungsraum, werden in Doppeltragseiltechnik ausgeführt. Doppelte Tragseile pro Fahrspur ermöglichen eine hohe Gesamtlast der Fahrzeuge und – besonders wichtig – die Anbringung von Zwischenaufhängungen für das Zugseil, sogenannter Seilreiter (Abb. 11). Der Seilreiter besteht aus einem unter den Doppeltragseilen hängenden Käfig, in dem eine Zugseiltragrolle gelagert ist.

Seilreiter verhindern große Durchhänge des Zugseiles in langen Seilfeldern, verringern die maximale Querbeanspruchung des Tragseiles durch das Zugseilgewicht und beseitigen nahezu vollständig die Gefahr von Zugseilüberschlägen (Überwurf des Zugseiles über das Tragseil zufolge starker Zugseilschwingungen).

Ein weiterer Vorteil von Pendelbahnen mit Doppeltragseilen ist die höhere Seitenwindstabilität.

Zweiseilumlaufbahnen

Unter Zweiseilumlaufbahnen (ZUB) verstehen wir in der Regel Kabinenbahnen, deren Fahrzeuge in den Stationen zum Ein- und Aussteigen der Fahrgäste vom kontinuierlich umlaufenden Zugseil abgekuppelt werden. Auf der Strecke laufen sie mit einem vierrolligen Laufwerk auf einem Tragseil und sind mit dem Zugseil mittels einer kuppelbaren Klemmvorrichtung verbunden (Abb. 12).

 

Viele Konstruktionselemente der Seilführung von Zweiseilumlaufbahnen sind identisch mit jenen der Pendelbahnen, das Zugseil muss aber jedenfalls als geschlossene Seilschleife ausgeführt sein.

Stationseinrichtungen

Der größte Unterschied zu den Pendelbahnen besteht bei den Stationseinrichtungen. Im Gegensatz zu den Pendelbahnen durchfahren beim Umlaufbetrieb kuppelbare Fahrzeuge die Station und benötigen dafür längere horizontale Strecken für die Kuppelstellen, die Beschleunigungs- und Verzögerungsstrecke sowie die Umführungsstrecke und dementsprechend lange Stationsgebäude.

Zweiseilumlaufbahnen der beschriebenen Art sind in den letzten Jahrzehnten hauptsächlich aus Kostengründen weitgehend durch Einseilumlaufbahnen verdrängt worden, erleben aber in Form der 3S-Bahnen eine beachtliche Renaissance.

3S-Bahnen

Unter 3S-Bahnen versteht man Zweiseilumlaufbahnen mit doppeltem Tragseil. Abbildung 13 zeigt die Anordnung der Doppeltragseile und des Zugseiles auf den Stützen.

Die Gesamtlast des Fahrzeuges kann gegenüber Zweiseilumlaufbahnen in etwa verdoppelt werden, daher sind Kabinen mit einem Fassungsraum von ca. 30 Personen möglich. Wie bei den Pendelbahnen mit Doppeltragseilen ermöglicht der Einsatz von Seilreitern extrem lange Seilfelder, und die Seitenwindstabilität ist im Vergleich zu Anlagen mit einfachem Tragseil wesentlich erhöht.


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