Technik der Pilatusbahn
Die Pilatusbahn ist die steilste Zahnradbahn der Welt. Dies ist nur dank dem Zahnradsystem Locher möglich, dass weltweit nur hier zum Einsatz kommt.
Dies macht die Technik der Pilatusbahn einzigartig und interessant!
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Infrastruktur
Zahnradsystem
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| Modell des Locher-Systems bei der Talstation |
Benannt ist das Zahnradystem nach seinem Erfinder Eduard Locher. Eduard Locher ist der Erbauer der Pilatusbahn und hat sich das neuartige System eigens für die Pilatusbahn ausgedacht. Nur so war es möglich, auf dem direktesten Weg von Alpnachstad aus den Pilatus zu erschliessen.
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| Gleisabschnitt oberhalb der Talstation |
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| Steigungsanzeigetafel am Übergang von 48% zu 45% |
Die Spurweite der Pilatusbahn beträgt 800mm. Anders als bei den meisten anderen Schienenbahn ist das Trasse der Pilatusbahn nicht geschottert. Stattdessen besteht die Unterlage aus einer durchgehenden Trockensteinmauer. Auf dieser sind die Schienen und die Zahnstange fest verankert. Gebaut wurde die Strecke 1886 bis 1888. Bis heute befindet sich das Trasse zum grössten Teil noch im Originalzustand. Selbst die Zahnstange trotz seit über 130 Jahren beharrlich den Beanspruchungen.
Auf dem nebenstehenden Foto sind die Anker zu erkennen, mit denen Schienen und Zahnstange verankert sind. In diesem Abschnitt oberhalb der Talstation geht die Steigung von 27% in 48% über. Darunter führt der Wanderweg hindurch.
Die Steigungen sind jeweils an den Übergängen mit einem gelben Schild angegeben. Dieses Steigungsanzeiger befinden sich auf Fensterhöhe, so dass interessierte Fahrgäste den Verlauf verfolgen können.
Die maximale Steigung beträgt 48%. Damit wird pro 100 Meter horizontaler Distanz ein Höhenunterschied von 48 Metern überwunden. Dies entspricht einem Steigungswinkel von 25,64 Grad.
Dem ganzen Trasse entlang führt jeweils auf einer Seite eine Treppe, die etwa für die Streckenkontrolle verwendet wird. Wie bei allen Eisenbahnen ist für Unbefugte das Betreten dieser Treppe als Teil des Gleises strikt verboten.
Stromversorgung
Seit 1937 ist die Strecke der Pilatusbahn elektrifiziert. Als Fahrstrom stehen 1500 V Gleichspannung zur Verfügung. Die Fahrleitung wird beim Depot Alpnachstad über zwei Gleichrichter aus dem öffentlichen Versorgungsnetz gespeist. Da diese Dioden-Gleichrichter nicht rückspeisefähig sind, kann keine überschüssige Energie aus der Fahrleitung ins Netz zurückgegeben werden. Die beim elektrischen Bremsen gewonnene Energie kann nur an andere Bezüger an der Fahrleitung weitergegeben werden. Wenn kein anderer Bezüger vorhanden ist (also kein Fahrzeug bergwärts fährt) müssen die Fahrzeuge die Energie als Wärme abführen.
Schiebebühnen und Gleiswender
Mit dem Zahnradsystem Locher sind keine konventionellen Weichen möglich. Die Pilatusbahn verwendet deshalb zwei unterschiedliche Arten von Schiebebühnen sowie einzigartige Gleiswender.
Eine Schiebebühne, mit der Fahrzeuge seitlich vom einen auf das andere Gleis verschoben werden, findet sich heute nur noch im Depot. Während dies auch bei anderen Bahnen verbreitet ist, war die Anwendung solcher Schiebebühnen zum Rangieren für den Fahrgastwechsel in der Tal- und Bergstation lange Zeit eine besondere Eigenheit der Pilatusbahn. Während man bereits ab 1964 für die Schiebebühne in der Bergstation keine Verwendung mehr fand, wurden die beiden Schiebebühnen bei der Talstation erst mit der Neukonzeption auf das Jahr 2023 durch drei neue Gleiswender ersetzt.
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| Blick auf die untere Schiebebühne in Ämsigen |
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| Gleiswender 7 wird gewendet |
Auch in der Talstation griff man für den Ersatz der beiden Schiebebühnen aufgrund der Platzverhältnisse und der bestehenden Gleisgeometrie auf Gleiswender zurück. Weil diese jeweils über einen geraden und einen abzweigenden Gleisabschnitt verfügen, fiel die Konstruktion grösser aus als bei ihren Vorbildern der Bergstation. Heute verfügt die Pilatusbahn über ein zentrales Stellwerk, mit dem alle Schiebebühnen und Gleiswender durch einen einzigen Fahrdienstleiter bedient werden.
Zugsicherung
Mit der Neukonzeption wurde bei der Pilatusbahn eine neuartige Zugsicherung mit Führerstandsignalisation und teilautomatisiertem Fahrbetrieb umgesetzt.
Die Gleisabschnitte sind mit fiktiven Signalen gesichert. Die Gleisbelegung wird mit Achszählern dem Stellwerk zurückgemeldet. Die Stellung der fiktiven Signale wird über WLAN an die Fahrzeuge übertragen und am Bedienbildschirm im Führerstand angezeigt. Auf der fahrzeugseitigen Ausrüstung der sogenannten positionsbasierten Signalisierung (PbS) ist der Gleisplan hinterlegt. Ausserdem messen die Fahrzeuge ihre Position. Bei der Einfahrt vom Depot auf die Strecke wird mit eine Balise die Kilometrierung als Referenz ausgelesen. Anschliessend erfolgt die Positionsbestimmung relativ mittels Odometrie. Die Messung erfolgt am Zahnradantrieb. Da der Eingriff Zahnrad – Zahnstange formschlüssig und somit ohne Schlupf erfolgt, ist diese Messung sehr präzis und zuverlässig.
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| Die fiktiven Signale werden auf dem Bildschirm dargestellt. Hier zeigt das Signal N81 den Begriff "Halt" |
Die Annäherung an fiktive Signale wird mit einer Bremskurvenüberwachung gesichert. Die entsprechende Bremskurve ist so ausgelegt, dass bei deren Überschreitung – was eine Schnellbremsung zur Folge hat - das Fahrzeug in jedem Fall vor dem Gefahrenpunkt zum Stillstand kommt.
Das System geht mit einer nicht sicherheitsrelevanten Komfortfunktion sogar noch weiter. Eine Bremskurvenausgabe leitet die elektrische Bremsung so ein, dass die Geschwindigkeit vor geschlossenen Signalen und Geschwindigkeitsschwellen rechtzeitig vollautomatisch reduziert wird. Ein Triebfahrzeug kommt ohne Zutun des Lokführers unmittelbar vor einem geschlossenen Signal oder an einem fiktiven Halteort durch eine Betriebsbremsung mit einer Positioniergenauigkeit von +/- 0.2m zum Stillstand. Ausserdem kann optional die automatische Beschleunigung bei Geschwindigkeitsschwellen eingeschaltet werden. In diesem Fall liegt ein automatisierter Fahrbetrieb vor, bei dem der Lokführer den Fährgastwechsel überwacht, die Türschliessung betätigt und die Fahrt auslöst. Das Fahrzeug fährt dann automatisch bis zum nächsten Halteort oder geschlossenen Signal. Selbstverständlich kann der Lokführer jederzeit manuell eingreifen und dabei die Bremskurvenausgabe unterschreiten.
Ganz uneingeschränkt funktioniert dieser halbautomatische Zugbetrieb jedoch nicht. Wie bei Zahnradbahnen üblich, sieht auch das Konzept der Pilatusbahn vor, dass mehrere Züge pro Richtung unmittelbar aufeinanderfolgen. Aus Kapazitätsgründen ist dies notwendig, weil die maximale Zuglänge durch verschiedene Faktoren begrenzt wird. Um kurze Folgezeiten zu ermöglichen, bräuchte es im klassischen Blocksystem sehr viele kurze Gleisabschnitte. Für das PbS-System bei der Pilatusbahn würde dies bedeuten, dass z.B. auf dem Abschnitt zwischen Mittelstation und Bergstation, welcher nur aus einem Gleis besteht und keine einzige Weiche aufweist, zahlreiche Achszähler eingebaut und die gesamte Strecke mit WLAN abgedeckt werden muss. Eine solche Lösung ist deshalb für Zahnradbahnen in der Regel unwirtschaftlich. Weil ausserdem die gefahrenen Geschwindigkeiten gering und das Bremsvermögen sehr gut ist, ist dies auch nicht notwendig. Stattdessen können mit entsprechender Signalisierung mehrere Zugfahrten in die gleiche Richtung in denselben Block einfahren.
Bei der Pilatusbahn kommt dieses Prinzip ebenfalls zur Anwendung, jedoch ergänzt um eine weitere Sicherungskomponente. Die Fahrzeuge senden und empfangen gegenseitig ihre Positionsdaten. Nähert sich ein Fahrzeug einem anderen weniger als 50 Meter an, erfolgt eine akustische Warnung im Führerstand. Eine Annäherung unter 25 Meter ist nur durch Betätigen einer Überbrückung durch den Lokführer möglich. Dies ist insbesondere zum Aufschliessen auf das vorausfahrende Fahrzeug in der Ausweichstelle Ämsigen notwendig. Dieses Fahrzeug kann also nicht halbautomatisch verkehren, sondern der Lokführer muss den Zug manuell unmittelbar hinter dem Vorausfahrenden zum Stillstand bringen. Entsprechend gilt weiterhin «Fahrt auf Sicht», trotz umfangreicher Zugsicherung. Der Lokführer muss jederzeit mit anderen Fahrzeugen im Streckenblock rechnen und seinen Zug in Sichtdistanz anhalten können.
Mit dieser Lösung ist ein effizienter Betrieb möglich. Auf umfangreiche Infrastruktur entlang der Strecke kann hingegen verzichtet werden. Da sich zwischen den Stationen keine Signale befinden, die Kollisionswarnung dezentral zwischen den Fahrzeugen funktioniert und die Positionsbestimmung auf dem Fahrzeug geschieht, braucht es auf den Abschnitten zwischen den Stationen keine WLAN-Abdeckung. In diesen Bereichen erhält das Fahrzeug keine Informationen vom Stellwerk. Dies ist aus den geschilderten Gründen auch nicht notwendig.
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| Der Arbeitsplatz des Fahrdienstleiters: Auf zwei Stellwerkbildschirmen ist die Strecke der Pilatusbahn abgebildet |
Neben dem Fahrstrassenbetrieb, bei dem die Leitstelle durch einen Fahrdienstleiter besetzt ist, können die Systeme VBBa und PbS auch im Modus «Generelle Zustimmung» bei unbesetzter Leitstelle betrieben werden. Dabei können die Weichen im Fahrweg aus dem Führerstand heraus umgestellt werden. In diesem Modus wird durch die Signale einzig die Stellung der Weichen abgesichert. Ein Signal zeigt «Halt», solange sich die Weiche hinter dem Signal nicht in der korrekten Endlage befindet. Ist eine Weiche aus technischer Sicht (korrekte Endlage und Verriegelung) befahrbar, wird der Begriff «Fahrt mit Vorsicht» angezeigt. In diesem Fall erteilet sich der Lokführer selbstständig, allenfalls in Absprache mit anderen stattfindenden Fahrten, die Zustimmung zur Fahrt. Die fahrdienstlichen Voraussetzungen dafür sind in den Fahrdienstvorschriften der Pilatusbahn geregelt.
Die beschriebenen Sicherungs- und Komfortfunktionen der Bremskurvenüberwachung, Bremskurvenausgabe, Kollisionswarnung sowie automatischen Beschleunigung funktionieren auch in diesem Modus uneingeschränkt. Konkret angewendet wird diese Möglichkeit des Betriebs bei Abendfahrten ausserhalb des offiziellen Fahrplans, bei denen nur ein oder maximal zwei Züge unterwegs sind.
Triebfahrzeuge
Das Rollmaterial für den Personentransport bei der Pilatusbahn besteht aus acht baugleichen Triebfahrzeugen des Typs Bhe 2/2, die in Doppeltraktion verkehren können. Mit dem Gütertriebwagen des Typs Xhe 2/2 werden Waren transportiert. Für Arbeiten bei ausgeschalteter Fahrleitung steht das dieselelektrische Triebfahrzeug des Typs Xhm 1/2 zur Verfügung. Als historische Fahrzeuge sind noch zwei Triebwagen des Typs Bhe 1/2 aus dem Jahr 1937 in Betrieb.
Wagenkasten
Die Personentriebwagen der Pilatusbahn verfügen über geneigte Abteile, wie man es von Standseilbahnen her kennt. Diese sind jeweils auf die mittlere Steigung von 36% ausgelegt. Da diese Steigung auch in der Berg- und Talstation vorherrscht, sind die Abteile dort jeweils waagrecht.
Die Fahrzeuge bestehen jeweils aus zwei Einheiten, einem Fahrgestell und einem darauf aufgesetzten Wagenkasten. Im Fahrgestell, auch Untergestell genannt, befindet sich das Fahrwerk und die Energie- und Antriebstechnik. Der Wagenkasten umfasst den Fahrgastraum und beinhaltet die Fahrzeugsteuerung. Für die Wartung kann der Wagenkasten abgehoben werden, um den Zugang zur Technik des Fahrwerks zu ermöglichen.
Personentriebwagen Bhe 2/2
Die Personentriebwagen verfügen über sechs Abteile, die je acht Fahrgästen einen Sitzplatz bieten. Im jeweils in Fahrtrichtung vordersten Abteil kann ein Führerstand eingerichtet werden. Dies beansprucht zwei Fahrgastsitze, womit in diesem Abteil neben dem Lokführer noch sechs Personen Platz finden. Der grosse Vorteil dieses Konzepts ist es, dass die blinden Führerstände (Führerstände, die sich im «Zugsinnern» einer Doppeltraktion befinden) keinen Platz beanspruchen und in diesen Abteilen ebenfalls acht Personen sitzen können. Insgesamt stehen somit in einem mit Lokführer besetzten Fahrzeug (führendes Fahrzeug) 46 Sitzplätze, in einem unbesetzten Fahrzeug (geführtes Fahrzeug) 48 Sitzplätze zur Verfügung, was eine Gesamtkapazität von 94 Personen pro Doppeltraktion ergibt.
Bergseitiger Führerstand
Jedes Abteil ist von beiden Seiten mittels elektrisch angetriebenen Schiebeflügeltüren zugänglich. Eine mechanische Verriegelung verhindert das unbeabsichtigte Öffnen aus dem geschlossenen Zustand. Die Verriegelung wird mit einer Grünschleife überwacht. Dabei handelt es sich um einen elektrischen Überwachungskreis, der bei geöffneten Türen im Stillstand zu einer Fahrsperre führt und während der Fahrt eine Warnung an den Lokführer absetzt. Im Gegensatz zu anderen Schienenfahrzeugen verfügen die Triebfahrzeuge der Pilatusbahn über keine Einrichtung zur Selbstrettung. Dementsprechend ist auch die mechanische Notöffnung der Türen für die Fahrgäste nicht zugänglich. Das Trasse lässt auf der Strecke kein seitliches Verlassen des Fahrzeuges zu. Für Notfälle sind die Fahrzeuge so ausgelegt, dass je nach Situation die nächste Station erreicht werden kann oder eine Bergung über die Fahrzeugfront in ein anderes Triebfahrzeug erfolgt. Für die Bergung kann eine Sitzreihe herausgenommen werden, womit ein regulär nicht vorhandener Durchgang durch den Wagen geschaffen wird. Das Rettungskonzept entspricht somit eher dem einer Seilbahn als jenem einer Eisenbahn. Wie heute jedoch auch bei Eisenbahnen üblich, gibt es keine direkten Notbremsen. Stattdessen kann über eine Notsprecheinrichtung aus jedem Abteil mit dem Lokführer oder der Leitstelle Kontakt aufgenommen werden.
Bergungsübung: Eine Sitzreihe kann entfernt werden, um einen
Durchgang durch den Wagen zu schaffen.
Antriebsanlage
Bei den modernen Triebfahrzeuge sind alle Zahnräder angetrieben. Der Antrieb wird dabei über zwei voneinander unabhängige Antriebsstränge realisiert. Jeder Antriebsstrang besteht aus einem auf dem Dach untergebrachten elektrischen Widerstand, einem Stromrichter, einer Batterie, einem Fahrmotor sowie einem Getriebe. Über das Getriebe treibt der Fahrmotor jeweils ein Zahnradpaar an.
Blick auf das separierte Untergestell, in der Antrieb und Bremse
untergebracht sind.
Bei den Fahrmotoren handelt es sich um Drehstrom-Asynchronmotoren. Der zugehörige Stromrichter bildet die Schnittstelle zwischen der Gleichspannung aus der Fahrleitung und dem Drehstrom der Fahrmotoren. Er speist ausserdem die gewonnene Bremsenergie in den elektrischen Widerstand, wenn diese nicht über die Fahrleitung abgeführt werden kann. Die Fahrleitung ist nur Aufnahmefähig, wenn andere Fahrzeuge die Leistung beziehen. Die Fahrzeugsteuerung erkennt dies durch Überwachung der Fahrdrahtspannung und stellt mittels Speisung des Widerstandes sicher, dass diese dauerhaft maximal 1800 V beträgt.
Der elektrische Widerstand ist so ausgelegt, dass ohne Fahrdrahtspannung uneingeschränkt talwärts gefahren werden kann. Auch dies ist durch die Vorschriften für Zahnradfahrzeuge verlangt. Damit wird sichergestellt, dass die Strecke jederzeit talwärts geräumt werden kann. Dies kommt etwa zum Tragen, wenn die Fahrleitung von einem Stromausfall betroffen ist oder ein Fahrzeug den Stromabnehmer nicht mehr anheben kann.
Der Stromabnehmer funktionieren pneumatisch und werden mittels Druckluft an die Fahrleitung angedrückt. Fällt der Druck ab, wird der Stromabnehmer selbststätig mittels Federkraft eingezogen und somit im Fehlerfall in einen sicheren Zustand überführt. Da die Fahrzeuge über hydraulische Bremssysteme verfügen, wird die Druckluft einzig für den Stromabnehmer benötigt.
Bremssysteme
Über die beiden Fahrmotoren können alle Triebzahnräder elektrisch gebremst werden. Dabei speist das Fahrzeug nach Möglichkeit in die Fahrleitung zurück oder leitet die Energie als Wärme über die Widerstände ab. Jede Zahnradachse verfügt auch über eine mechanische Bandbremse, deren Bremstrommel sich am oberen Ende der Achse befindet. Das um diese Trommel gelegte Bremsband wird mittels Federkraft angelegt. Über einen Hydraulikzylinder kann dieser Federkraft entgegengewirkt und die Bremse gelöst werden. Der Federspeicher stellt sicher, dass im Fehlerfall das Bremsband selbststätig angelegt wird. Die Zahnradpaare sind jeweils zu einem Bremssystem zusammengefasst. Die talseitigen Zahnräder bilden das mechanische Bremssystem 1 (BS 1), die bergseitigen das Bremssystem 2 (BS 2). Gemäss den Vorschriften für reine Zahnradbahnfahrzeuge funktionieren diese unabhängig voneinander und sind so ausgelegt, dass jedes Bremssystem für sich das Fahrzeug jederzeit ohne Einwirkung weiterer Bremssysteme zum Stillstand bringen kann. Solche Schnellbremsungen ausgenommen, werden die mechanischen Bremssystem nur als Festhaltebremse verwendet. Sofern das Fahrzeug über Fahrdrahtspannung verfügt, kann bis in den Stillstand elektrisch gebremst werden. Andernfalls wird das Fahrzeug bei starker elektrischer Verzögerung aus geringer Geschwindigkeit mit der mechanischen Bremse angehalten.
Fahrzeugsteuerung
Die Steuerung des Lokführer erfolgt rein elektronisch über das Bedienpult im Führerstand. Wichtigstes Bedienelement ist der Fahr-/Bremshebel, mit dem Fahr- und Bremsbefehle erteilt werden und die Sollgeschwindigkeit eingestellt und verändert werden kann. Befindet sich der Fahr-/Bremshebel in Mittelstellung, wird die aktuelle Sollgeschwindigkeit beibehalten. Durch Auslenkung nach vorne kann beschleunigt werden. Umso grösser die Auslenkung, desto grösser fällt die Beschleunigung aus. Das gleiche gilt für die Verzögerung, die mittels Auslenkung des Hebels nach hinten bewirkt wird. Die Beschleunigungen und Verzögerungen erfolgen rein elektrisch über den Antrieb. Wird der Fahr-/Bremshebel bis in den Anschlag nach hinten gezogen, rastet er in der Schnellbremsstellung ein. Es erfolgt eine Schnellbremsung mit der mechanischen Bremse.
Die Ansteuerung der mechanischen Bremse beim Losfahren und Anhalten erfolgt in der Regel über die Automatik des Fahr-/Bremshebels. Das Fahrzeug bringt zuerst elektrische Zug- bzw. Bremskraft auf, bevor das mechanische Bremssystem geöffnet wird. Die Fahrzeugsteuerung speichert dafür die Information des letzten Anhaltevorgangs. Im Normalfall wird automatisch wieder genügend Zug- bzw. Bremskraft aufgebracht und das Anfahren gelingt auch in der Steigung mühelos. Die Information geht jedoch verloren, wenn das Fahrzeug in den Stationen oder auf der Strecke ab- und wieder neu aufgerüstet werden muss. Für diesen und weitere Ausnahmefälle steht ein separater Bremshebel zur Verfügung, mit dem die mechanische Bremse des BS 1 stufenlos reguliert werden kann.
Das Bremssystem 2 dient als Redundanz zum BS 2 und wird in gewissen Fällen automatisch aktiv (siehe Überwachungen). Der Lokführer hat über einen Pilzdrucktaster ebenfalls die Möglichkeit, eine Schnellbremsung BS 2 einzuleiten.
Ein Schlüsselschalter dient zur Aktivierung des Führerstandes und stellt gleichzeitig den Richtungswahlschalter dar. Auf dem Bedienpult befinden sich im Weiteren Knöpfe für die Türöffnung und -schliessung und für verschiedene Quittierungen. Über einen Drehschalter kann der Scheibenwischer bedient werden. Der Umfang der Bedienelemente wurde aus Platzgründen möglichst gering gehalten. Weitere Funktionen sind über den Bedienbildschirm aufrufbar, wie etwa die Steuerung der Innenbeleuchtung oder des Stromabnehmers. Auch für die Fahrzeugbedienung notwendige und viele weitere Informationen können dort angezeigt werden. Dazu kann zwischen verschiedenen Menüs und Untermenüs gewechselt werden.
Bedienpult der Triebfahrzeuge Bhe 2/2.
Die Fahrzeuge verfügen über Vielfachsteuerung. Mehr als zwei Fahrzeuge können jedoch nicht in Mehrfachtraktion verkehren. Aufgrund der Verhältnisse bei der Pilatusbahn (insbesondere Länge der Perrontreppen) wäre dies auch nicht sinnvoll.
Überwachungseinrichtungen
In zwei redundanten elektronischen Geschwindigkeitsmessanlagen sind verschiedene Sicherheitsfunktionen umgesetzt. Die Geschwindigkeitsüberwachung löst bei Übergeschwindigkeit eine Schnellbremsung aus. Insbesondere wird damit sichergestellt, dass ein Fahrzeug talwärts keine Geschwindigkeiten erreicht, die nicht mehr sicher gebremst werden können. Die zulässige Höchstgeschwindigkeit beträgt 9 km/h im Gefälle grösser als 39%. In «flacheren» Abschnitten darf mit bis zu 12 km/h gefahren werden.
Die Geschwindigkeitsmessanlage stellt ebenfalls den Rückrollschutz sicher. Falls die gemessene Geschwindigkeit in die andere Richtung zeigt als am Richtungswahlschalter eingestellt, wird eine Schnellbremsung eingeleitet. Damit soll insbesondere verhindert werden, dass ein Fahrzeug im Falle eines Stromausfalles zurückrollt. Dieser Rückrollschutz ist bei der Pilatusbahn besonders restriktiv ausgelegt. Aufgrund der grossen Steigungen ist die Hangabtriebskraft besonders gross. Ausserdem schliessen die Fahrzeuge in der Mittelstation unmittelbar zueinander auf, was die Gefahr eines Zusammenstosses beim Zurückrollen erhöht. Der Rückrollschutz greift deshalb so ein, dass das Fahrzeug nicht mehr als einen halben Meter zurückrollt.
Im Falle einer Schnellbremsung wird die Verzögerung registriert. Bei ungenügender Verzögerung wird automatisch das zweite Bremssystem hinzugezogen. Der Lokführer muss permanent die Sicherheitssteuerung (Totmannpedal) bedienen und in regelmässigen Abständen die Wachsamkeitskontrolle (Knopf oder kurzzeitiges Loslassen des Totmanpedals) betätigen. Andernfalls wird eine Schnellbremsung ausgelöst.
Kupplungen
Die Fahrzeuge können über Trichterkupplungen mechanisch miteinander verbunden werden. Mit einer Steckerverbindung werden die elektrischen Kontakte der Steuerung miteinander verbunden.
Gütertriebwagen Xhe 2/2
Das Fahrwerk des Gütertriebfahrzeugs entspricht den Personentriebwagen Bhe 2/2. Die Beschreibung der Antriebsanlage, der Bremssysteme, der Fahrzeugsteuerung, der Überwachungseinrichtungen und der Kupplungen gelten auch für das Gütertriebfahrzeug. Unterschiede bestehen jedoch beim Wagenkasten.
Wagenkasten
Die offene Ladefläche besteht aus Plattformen, deren Neigung hydraulisch verstellbar ist. Für den Transport von Paletten oder Boxen werden diese in der Regel auf die mittlere Steigung eingestellt und einzeln beladen. Um lange Waren transportieren zu können, werden die Plattformen abgelegt und es entsteht eine einzige schräge Ladefläche. Aus diesem Grund ist auch das bergseitig angebrachte Führerhaus nicht über die ganze breite gebaut. So kann z.B. für das Laden von Profilen die gesamte Fahrzeuglänge genutzt werden.
Personentriebwagen Bhe 1/2
Die Triebwagen PB Bhe 1/2 Nr. 22 und 28 werden ausserhalb des Fahrplans als historische Fahrzeuge eingesetzt.
Wagenkasten
Die Wagen weisen fünf Abteile für je acht Personen auf. Zu beiden Seiten befinden sich die Führerstände, von wo aus der Triebwagenführer die Wagen steuert. Dabei befindet er sich
bei Bergfahrten im bergeitigem Führerstand, während er für die Talfahrt den talseitigen Führerstand verwendet. Rangierfahrten werden aus technsichen Gründen immer vom talseitigen Führerstand aus durchgeführt.
Antrieb- und Bremse
Jeder Triebwagen verfügt über zwei Zahnradpaare. Talseitig sind die Antriebszahnräder untergebracht, welche über das Antriebsgetriebe von je einem der beiden Zwillingsmotoren angetrieben werden.
Mittels einer Bandbremse können über die Spindeln in beiden Führerständen die Zahnräder mechanisch blockiert werden.
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| Foto des Antriebsgetriebes |
Auf der rechten Seite ist ein Bild des Antriebsgetriebes zu sehen. Das Getriebe befindet sich in einem abgedichteten Kasten, der mit Schmieröl gefüllt ist und für die Revision geöffnet wurde. Auf die beiden sichtbaren Wellenenden werden nach dem Abschluss der Revision wieder die Bremstrommeln der Getriebebremse gesetzt.
Bei der Talfahrt fährt man mit der Widerstandsbremse. Die Widerstände befinden sich bergseitig unter dem Wagenkasten. Es findet keine Rekuperation statt.
Überwachungs- und Sicherheitseinrichtungen
Über die beiden bergseitigen Zahnräder greift die Sicherheitsbremse. Diese hat zwei grundlegende Funktionen: Erstens dient sie bei der Bergfahrt als Rückrollschutz und zweitens bringt sie den Triebwagen während der Talfahrt bei Geschwindigkeitsübertretung, Ausfall der Widerstandsbremse oder Bewusstseinsverlust des Triebfahrzeugführers zum Stillstand. Entsprechend ist das Bremsgetriebe ausgelegt. Sogenannte Klinken sorgen dafür, dass sich die Welle mit dem Zahnrad nur in eine Richtung (bergwärts) drehen kann, jedoch nur wenn die Schneckenwelle, welche beide Zahnradwellen verbindet, blockiert ist. Das bedeutet, dass auf der Bergfahrt die Klinkenbremse immer fest angezogen sein muss. Somit kann der Wagen im Falle eines Ausfalls des Antriebs nicht zurückrollen. Die Klinkenbremse lässt sich nur vom talseitigen Führerstand bedienen, muss immer vor Verlassen des Wagens angezogen werden und dient damit auch als zur Getriebebremse redundante Feststellbremse.
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| Das Bremsgetriebe bei der Revision |
Für die Talfahrt wird die Klinkenbremse gelöst. Eine mechanische Vorrichtung zieht die Bremse wenn nötig automatisch wieder an und bringt den Wagen damit während der Fahrt sehr schnell zum Stillstand. Dies ist notwendig wenn der Bremsstorm ausfällt, die zulässige Höchstgeschwindigkeit überschritten wird oder der Fahrer das Bewusstsein verliert. Dafür ist an der bereits genannten Schneckenwelle eine Fliehkraftvorrichtung angebracht, welche bei ca. 2 km/h auslöst. Ein Solenoid verstellt diese Mechanik in erregtem Zustand so, dass die Bremse erst bei ca. 9,2 km/h greift.
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| Mechanik der Fliehkraftauslösung |
Im bergseitigen Führerstand befindet sich der Hauptschalter. Dieser wird bei Überlast oder wenn der Triebfahrzeugführer bei der Bergfahrt das Totmannspedal loslässt (einige Sekunde nach dem Warnton) geöffnet. Damit wird der Antrieb stromlos, der Wagen kommt zum Stillstand. Über den Hauptschalter läuft der gesamte Strom von der Fahrleitung. Er hat jedoch keinen Einfluss auf die Widerstandsbremse. So kann man auch mit ausgeschaltetem Hauptschalter talwärts fahren.
Bedieneinrichtungen
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| Blick in den bergseitigen Führerstand: Mit dem Handrad wird der Stufenschalter bedient, daneben ist der Wendeschalter zu sehen. Die Spindel wirkt auf die Getriebebremse. |
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| Im talseitigen Führerstand sind dieselben Bedienelemente zu finden. Zusätzlich gibt es einen Tacho und den Hebel für die Klinkenbremse. |
Betrieb
Der Tagesbetrieb der Pilatusbahn wird von den acht Triebfahrzeugen gestemmt, die jeweils in Doppeltraktion verkehren. In der Talstation bestehen zwei Gleise mit Aussenperrons. Aufgrund der Steigung sind diese Perrons als Treppe ausgeführt. Die Perrontreppe weist jeweils die Länge einer Doppeltraktion auf. Im Fahrplan ist alle 35 Minuten eine Zugsabfahrt vermerkt. Zu diesen Zeiten verkehrt immer mindestens ein Zug. Bei grossem Gästeaufkommen, was sehr häufig der Fall ist, verkehrt ein weiterer fakultativer Zug ab dem zweiten Gleis. Gut zehn Minuten später erreichen die Züge die Ausweichstelle in Ämsigen, wobei immer das in Fahrtrichtung linke Gleis befahren wird. Auf jedem Gleis finden die beiden hintereinander verkehrenden Züge Platz. In der Bergstation gibt es wiederum zwei Gleise mit Perrontreppen auf der bergwärts gesehen rechten Seite. Auch ab der Bergstation fährt jeweils ein Regelzug und ein fakultativer Zug bei Bedarf. Selbstverständlich müssen die Zugfahrten berg- und talwärts aufeinander abgestimmt werden. Wenn bergwärts zwei Züge verkehren, fahren auch beide Züge aus der Bergstation – unter Umständen leer - wieder talwärts. Ansonsten würde schliesslich auf der nächsten Bergfahrt nur ein Triebzug zur Verfügung stehen.