Nachgespannte Oberleitungen für Hochgeschwindigkeitszüge

Mit einer neuen Konstruktion hat Philippe Leray (57) die Oberleitungen der Eisenbahn für Hochgeschwindigkeitszüge optimiert. Der gebürtige Franzose hat im Siemens-Sektor Infrastructures & Cities ein patentiertes System entwickelt, das dafür sorgt, dass die elektrischen Leiter ständig nachgespannt werden, um auch bei Geschwindigkeiten von bis zu 400 Stundenkilometern die Stromübertragung zu den Fahrzeugen zu sichern. Gleichzeitig ist diese Radspannerkonstruktion wartungsfrei.

Fahrleitungen für schnelle Schienenfahrzeuge müssen ständig nachgespannt werden, damit die Stromabnehmer der Züge nicht den Kontakt verlieren. Die  Nachspanneinrichtungen gleichen die temperaturbedingte Dehnung der Leiter aus. Eher langsam fahrende Trambahnen kommen dagegen auch damit  zurecht, dass die Leitungen leicht durchhängen, wenn sie sich erwärmen. Ganz anders sieht das etwa bei ICE-Zügen aus: Fährt der Zug mit einer Geschwindigkeit von 160 Kilometer pro Stunde oder schneller, würde der Abnehmer schnell den Kontakt zum Fahrdraht verlieren, wenn dessen Höhe stark schwankt – daher muss der Fahrdraht mit mindestens 10 Kilonewton Zugkraft nachgespannt werden. Dies geschieht mit Radspannern. Diese bestehen aus dem Spannrad, das das Seil aufwickelt, aus der Wippe, dem Bügel, der Einrastplatte und einem Gewicht. Das herkömmliche Spannrad besitzt grobe Zähne, die in die Einrastplatte einrasten, wenn ein Leiter, beispielsweise durch äußere Einwirkung, bricht. Damit verhindert die Konstruktion, dass das Gewicht herunterfällt und die Oberleitung weiter beschädigt.

„Aufgrund der großen Wucht, mit der das Spannrad in die Einrastplatte fällt, werden die Zähne beschädigt“, erklärt Leray. Er hat sich überlegt, wie der Radspanner bei Leiterbruch weiterhin sofort blockieren kann, aber das Nachspanngewicht sanfter abgebremst wird. Er veränderte das Profil des Spannrads und ersetzte die Zähne durch einen wellenförmigen Rand, der wie ein Bremsverstärker wirkt. Das Rad fällt in die V-förmige Einrastplatte und wird dort gehalten. Das schont die Konstruktion und ermöglicht höhere Nachspannkräfte und damit höhere Geschwindigkeiten für die Züge.

Die Erfindung von Leray wurde innerhalb weniger Monate in einem Produkt umgesetzt. Seit 2000 wird dieses Radspannsystem in vielen Ländern beim Bau der Oberleitungen für Hochgeschwindigkeitszüge verwendet. Das erfüllt Leray mit einer gewissen Genugtuung, denn „früher hieß es immer, Hochgeschwindigkeitszüge zu entwickeln sei kein Problem, die nötigen Fahrleitungssysteme hingegen schon“, erinnert er sich. Denn die Stromabnehmer von Hochgeschwindigkeitszügen bewegen sich mit bis zu 90 Meter pro Sekunde – der Fahrdraht muss also ständig sehr straff gespannt sein.

Leray stammt aus der Bretagne. Er studierte in Metz Ingenieurswesen und ging gleich nach seinem Abschluss vor 25 Jahren nach Deutschland, um hier mit seiner deutschen Frau zu leben. Von Anfang an spezialisierte er sich auf Fahrleitungskomponenten. Der Siegeszug des Hochgeschwindigkeitszuges hat Leray und seine Kollegen vor ganz neue Herausforderungen gestellt. Die von ihm entwickelten Komponenten sind auch für Wettwerber attraktiv.  „Daran merken wir, wie gut eine Erfindung ist“, erklärt Leray schmunzelnd. Insgesamt hat Leray 16 Erfindungen gemeldet. Auf sie gehen 127 Einzelpatente in 20 Patentrechtsfamilien zurück.

​