Entwicklung einer optimierten Schleiftechnik zur Reduktion der Lärmemissionen im Schweizer Eisenbahnnetz (Kurztitel: Schienenpflege)

• Research unit: FOEN
• Project number: UTF 352.32.10

Key words (German)

Lärmemissionen, Schienenverkehr, Schienenpflege, Schienenschleiftechnik

Short description (German)

Die Lärmemissionen des Schienenverkehrs sind stark mit der Qualität des Rads und der Schiene korreliert Bei neuem lärmarmem Rollmaterial (Scheibenbremse, K-Sohle bei Güterwagen) ist eine „akustische“ Schienenpflege notwendig, ansonsten kann das Potential der angestrebten Lärmreduktion von 5dB und mehr nicht ausgeschöpft werden. Durch die Entwicklung einer optimierten Schienenschleiftechnik soll eine effiziente akustische Schienenpflege mit einem guten Kosten/Nutzen-Verhältnis ermöglicht werden. Schlüsselfaktoren sind dabei die Erreichung einer hohen Vorschubgeschwindigkeit und Emissionswerte, die nach der Schienenpflege von Anfang an tief sind und es auch bleiben.
Die Firma Scheuchzer AG hat bereits eine langjährige Erfahrung mit dem Schleifen von Schienen und ist der Hauptwirtschaftspartner in diesem Projekt. Das Projekt wird gemeinsam mit der KTI finanziert: Das BAFU finanziert die Anfangsphase (Arbeitspakete 1 und 2), die KTI finanziert die Schlussphase (AP 3 bis 6) und hat das Projekt unter der Nummer 11833 registriert.

Results according to contract (German)

AP 1: Referenzwerte und Zielgrössen für Rauheit und Welligkeit einer leisen Schiene liegen vor. Zudem ist der Einfluss der Überrollungen auf die Textur der Schiene bekannt.

AP 2: Ein Versuchsstand zur Durchführung von Analogieversuchen für das Schienenschleifen bei hoher Vorschubgeschwindigkeit ist einsatzbereit und dient als Basis für die Abschätzung der Lärmemission mit dem SonRAIL-Lärmmodell.

Redaktion eines Schlussberichtes mit Darstellung der Ergebnisse aus 3.1 und 3.2 und deren Bewertung für den Go/No Go-Entscheid in Bezug auf Weiterführung des Projektes mit KTI-Finanzierung. Dieser Entscheid wird im Rahmen einer Review-Besprechung mit den begleitenden Experten des BAFU und der KTI gefällt.

Project aims (German)

Entwicklung einer optimierten Schienenschleiftechnik mit Hilfe einer effizienten Messmethode zu Erfassung des Schienenzustands und dessen Entwicklungen in Abhängigkeit der Streckenbelastung sowie eines Prüfstandes für Analogieversuche von Schleifprozessen mit grossen Vorschubgeschwindigkeiten.

Description of results (German)

·         Anhand von wiederholten Rauheitsmessungen an zwei unterschiedlichen Referenzstrecken wurde die Entwicklung der Schienenrauheit durch das Schleifen und die nachfolgenden Überrollungen der Schiene durch den täglichen Zugsverkehr ermittelt. Daraus ergibt sich die Anforderung der Verbesserung der Schienenrauheit direkt nach dem Schleifen damit die Lärmemission auch nach dem Schleifen akzeptabel bleibt. Die Referenzwerte und Zielgrössen sind im Bericht Nr. 04-03-00680 „Schienenschleifen Arbeitspaket AP1“ vom 1.3.2013 verfasst von der Firma PROSE Winterthur festgehalten.

·         Zur Durchführung von Analogieversuchen für das Schienenschleifen bei hoher Vorschubgeschwindigkeit wurde ein neuer Prüfstand basierend auf eine Karusselldrehmaschine mit zusätzlicher Original-Schleifeinheit vom Schleifzug im Technopark Zürich aufgebaut und erfolgreich in Betrieb genommen (Abschlussbericht: „Aufbau des Prüfstands zum Schienenschleifen AP2“ im rahmen des Projekts „Optimierung der Schienenpflege zur Reduktion der Lärmemissionen im Schweizer Eisenbahnnetz“ vom 28.02.2013 verfasst von Michal Kuffa IWF ETH Zürich). Dieser Versuchstand bildet die Basis für nachfolgende umfangreiche Untersuchungen zum Schleifprozess im Rahmen des KTI-Projekts Nr. 11833.1.

·         Am 1.2.2013 hat an der ETH Zürich mit allen Beteiligten und dem KTI-Experten die go/nogo- Review stattgefunden. Alle haben sich klar für den Go-Entscheid entschieden.

Transfer and application (German)

Nach dem positiven go-Entscheid wird das Vorprojekt abgeschlossen und das daran anschliessende KTI-Projekt Nr. 11833.1 gestartet. Darin soll auf dem neuen Prüfstand der Schleifprozess so optimiert werden, dass mit der Oberfläche der Schiene direkt nach dem Schleifen bereits die Rauheits- respektive Lärmemissionsanforderungen erfüllt werden. Dazu werden verschiedene Schleifwerktypen, Schleifstrategien und Prozessparameter untersucht und optimiert. Die auf dem Prüfstand gefundenen besten Lösungen werden auf einer Referenzstrecke im Schweizer Eisenbahnnetz wieder verifiziert. Die Projekt dauert 28 Monate.

Follow up (German)

Sobald eine Lösung für ein Schienenschleifen mit geringerer Rauheit respektive Lärmemission gefunden ist, soll diese auch möglichst im ganzen Schweizer Eisenbahnnetz angewendet werden. Um dies besser durchsetzen zu können ist ein Anpassung der Gesetzgebung vorgesehen. In der Einführungsphase evt. verbunden finanzieller Unterstützung durch die öffentliche Hand.

Publications / Results (German)

Keine