Effiziente ABB-Antriebe für die steilste Zahnradbahn der Welt

Der Pilatus erhebt sich mit über 2000 Metern Höhe über Luzern, das angrenzende Mittelland und den Vierwaldstättersee. An klaren Tagen lassen sich vom Kulm aus über 70 Gipfel der Alpen bewundern. Kein Wunder, zählt er zu den beliebtesten Destinationen der Schweiz.

Ungleich steiler als die Rigi
Das touristische Potenzial wurde früh erkannt. 1860 eröffnete das erst Hotel auf dem Kulm – nur zu Fuss oder mit trittsicheren Pferden zu erreichen. 1871 ging an der nahen Rigi die erste Zahnradbahn Europas in Betrieb. Gedanken dazu machten sich Pioniere längst auch für den Pilatus. Kleines Problem: Er ist ungleich steiler als die Rigi.

Einzigartiges Zahnstangensystem
Bei einer normalen Zahnradbahn könnten schlicht die Triebzähne, die vertikal in die Zahnstange greifen, aus der Führung rutschen – beziehungsweise technisch korrekter: aufsteigen. Die Lösung dafür fand Ingenieur Eduard Locher: Eine Zahnstange, in der nicht ein Zahnrad senkrecht, sondern zwei gegenüberliegende Zahnräder waagerecht eingreifen. Mit diesem System verkehrt die Bahn auch heute.

Fundament bis heute genutzt
Der Steilheit wegen musste zudem ein durchgehend gemauertes Trassee statt dem üblichen Schotter angelegt werden. «Noch heute fahren wir auf dem Fundament, das die Pioniere damals angelegt haben», so Tobias Thut, Marketingleiter der Pilatus Bahnen. 1889 wurde die Zahnradbahn in Betrieb genommen. Sie überwindet mehr als 1600 Höhenmeter auf einer Länge von rund 4600 Metern.

Doppeltraktion für 94 Passagiere pro Fahrt
Seit Frühling 2023 verkehren acht neue Zahnradtriebzüge des Bahnherstellers Stadler zwischen Alpnachstad und Pilatus-Kulm. Sie werden in Doppeltraktion geführt; mit zwei gekoppelten Triebwagen. So können jeweils 94 Passagiere mitfahren. Ein neuer Gütertriebwagen dient primär der Versorgung der Gäste-Infrastruktur auf dem Kulm.

Verdichteter Fahrplan
Die neuen Triebwagen fahren schneller als die Vorgänger, mit 15 km/h bergwärts und 12 km/h talwärts. So konnte der Fahrplan verdichtet werden. Es stehen mehr Fahrten zur Wahl – für die Reisende neu auch einen Platz online reservieren können. Ein Umlauf von der Talstation zum Kulm und zurück dauert nun nur noch etwas länger als eine Stunde.

Jahrelange Entwicklungsarbeit für Traktionsumrichter
Für den Antrieb der Zahnradtriebzügen sorgen Traktionsumrichter von ABB. Die Planungs-, Test- und Fertigungsphasen dafür erstreckten sich in enger Zusammenarbeit zwischen ABB und Stadler über einen Zeitraum von mehreren Jahren. «Das war ein überaus anspruchsvolles Projekt», so Gil Fischer, Leiter der Division Traktion von ABB Schweiz. «Es handelt sich um eine Schmalspurbahn mit einer Spurbreite von lediglich 80 Zentimetern. Die horizontalen Triebzahnräder reduzieren den verfügbaren Platz weiter. Und die Traktionsumrichter auf dem Dach zu platzieren war keine Option, da die Passagiere in den neuen Triebwagen mit Glasdächern einen maximalen Panoramablick geniessen.»

Zwei Umrichter pro Zugeinheit
Die massgeschneiderte ABB-Traktionsumrichterlösung konnte kompakt in einem einzigen Gehäuse untergebracht werden. In jeder Zugeinheit sind zwei Traktionsstromrichter unterflur installiert. Sie wandeln die elektrische Energie aus der Oberleitung in die für den Antrieb der Fahrmotoren erforderliche Spannung und Frequenz um.

30 bis 40 Prozent Ersparnis im Vergleich zum Vorgänger
Vor allem kann nun auf der Talfahrt die Bremsenergie rekuperiert und in elektrische Energie umgewandelt werden, die über die Traktionsumrichter in die Oberleitung zurückfliesst. Bei den Vorgängerwagen aus den 1930er- und 1960er-Jahren wurde die Bremsenergie schlicht in Abwärme umgewandelt. «Wir sammeln dazu noch Erfahrungswerte, aber wir dürften so pro Umlauf im Vergleich zu früher insgesamt 30 bis 40 Prozent Energie einsparen beziehungsweise zurückgewinnen», erklärt Thut.

Lösung bewährt sich
Im sonnigen Juni lief die Zahnradbahn auf Hochtouren. Dabei steht die grosse Sommerferiensaison erst an. «Die neuen Zahnradtriebwagen bewähren sich wirklich gut. Sie erfüllen unsere Erwartungen vollauf – und offenbar auch die unserer Gäste, die nun öfter und mit mehr Aussicht auf den Pilatus fahren können», hält Thut abschliessend fest.