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Kettenantrieb Diese Maschine filetiert Bahn-Tunnel im laufenden Betrieb

Von Rud 5 min Lesedauer

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Max Bögl GmbH & Co. KG Bauunternehmung
RUD Ketten Rieger & Dietz GmbH & Co. KG
Maxon Motor GmbH
Franke GmbH
Ruderer Klebetechnik GmbH

Bei der Erneuerung des Elleringhauser Tunnels setzen die Deutsche Bahn und ihre Partner ein eigens gebautes Vortriebsportal mit einer speziellen Schneidapparatur ein. Sie sägt die Tunnelwand in Scheiben – während des laufenden Zugbetriebs. Mehrere Kettenantriebe bewegen die Sägen im Bogen und längs entlang der Tunnelwand.

An diesem Vortriebsportal befindet sich der Schneidapparat mit der Antriebstechnik. (Bild: ARGE EET)
An diesem Vortriebsportal befindet sich der Schneidapparat mit der Antriebstechnik.
(Bild: ARGE EET)

Es ist ein Mammutprojekt der besonderen Art für die Deutsche Bahn (DB) und deren Partner, die Bauunternehmen Max Bögl GmbH und Marti GmbH Deutschland sowie der Sondermaschinenbauer Marti Technik AG (Schweiz). Seit 2022 erneuern sie in Nordrhein-Westfalen den 1,4 Kilometer langen Elleringhauser Tunnel der Oberen Ruhrtalbahn. Die Sanierung wird die DB und die Arbeitsgemeinschaft Elleringhauser Tunnel (ARGE EET) noch bis ins Jahr 2029 beschäftigen. Die Partner setzen dabei eine besondere Schneidapparatur ein, die es – vereinfacht ausgedrückt – ermöglicht, die Tunnelwand konisch in Scheiben zu zerteilen. Marti Technik stattete die Schneidapparatur mit Antriebstechnologie des Herstellers Rud Ketten sowie mehreren Tyrolit-Sägeblättern aus; diese scharfkantigen, gezahnten Räder haben einen Durchmesser von bis zu einem Meter. 

Antriebstechnik in der Tunnelsäge

An den Schneidapparaten befinden sich Sägeblätter mit einem Durchmesser von bis zu ein Meter. (Bild: ARGE EET)
An den Schneidapparaten befinden sich Sägeblätter mit einem Durchmesser von bis zu ein Meter.
(Bild: ARGE EET)

Für ihre Bogenfahrt werden die Sägeblätter jeweils von einem Tecdos-Omega-Drive-Tec-25-Antrieb von Rud mit einem Durchmesser von 50 Millimeter angetrieben. Um die zweiteilige Schneidapparatur auch auf insgesamt 13 Metern in Längsrichtung zu verfahren, hat die Maschine zusätzlich vier Kettenantriebe vom Typ Tecdos Omega Drive Tec 12 (40 mm). Für die Sägefahrt im Bogen und die Längsfahrt laufen die Tecdos-Omega-Antriebe jeweils entlang der spezieller Ketten (Tec 25 und Tec 12), ebenfalls von Rud.

Züge fahren trotz Baustelle

Die Erneuerung des Elleringhauser Tunnels hat es in sich: Der Tunnel wird aufgrund seines Alters von mehr als 150 Jahren saniert (Baujahr 1872). Bei dieser Gelegenheit wird er aufgeweitet, damit die neue Außenschale und die neue Innenschale hineinpassen. Während der Erneuerungsarbeiten soll tagsüber der Zugverkehr auf der Oberen Ruhrtalbahn zwischen Aachen und Kassel weiterfließen; deshalb setzen die Projektpartner im Elleringhauser Tunnel das sogenannte Tunnel-in-Tunnel-Verfahren ein. Das bedeutet: Es gibt eine Schutzeinhausung, welche die Züge des Regionalverkehrs beim Durchfahren abschirmt, während an der Tunnelwand gearbeitet wird.

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Einzigartiges Vortriebsportal ermöglicht die Sanierungsarbeiten

Tragende Säule des Projekts ist ein speziell für den Elleringhauser Tunnel entwickeltes Vortriebsportal. Es ist 45 Meter lang und enthält unter anderem zwei Schneidapparate mit mehreren Sägeblättern. Diese Schneid-Einheiten sind so an der Außenhaut des Vortriebsportals angebracht, dass sie in konischer Bogenfahrt jeweils bis zu 50 Zentimeter tief in die Tunnelwand schneiden. Das Vortriebsportal hat das Unternehmen Marti Technik auf Basis der langjährigen Erfahrung früherer Tunnel-in-Tunnel-Projekte für die Arbeiten im Elleringhauser Tunnel entwickelt. Entwurf und Herstellung kosteten mehr als zwei Millionen Euro.

Züge fahren ohne Risiko durch die Baustelle

Der Schneidapparat sägt die Tunnelwand auf. Dabei verfahren die Sägeblätter im Bogen die Wand entlang. (Bild: ARGE EET)
Der Schneidapparat sägt die Tunnelwand auf. Dabei verfahren die Sägeblätter im Bogen die Wand entlang.
(Bild: ARGE EET)

Seit Februar 2025 ist das Vortriebsportal im Einsatz auf der Baustelle, mit folgendem Ablauf: „Tagsüber realisieren wir die Schneidarbeiten. Durch das Tunnel-im-Tunnel-Verfahren können wir von 6 bis 19:30 Uhr die nötigen Schnitte setzen, und dank der Schutzeinhausung können die Züge des Regionalverkehrs in dieser Zeit ohne Risiko durch den Tunnel fahren“, erklärt Baustellenchef Erich Merkle von der ARGE EET.

Bis zu 70 Züge fahren täglich durch den Tunnel im Tunnel. Ab ca. 19:30 Uhr macht die Vortriebseinheit dann Platz für einen Bauzug der Arbeitsgemeinschaft, der mit verschiedenen Baggern und weiteren Gerätschaften ausgestattet ist. Die Bagger brechen die alte, in Scheiben geschnittene Tunnelschale Stück für Stück ab und verladen das Ausbruchsmaterial auf die Bauzüge. Der freigelegte und aufgeweitete Bereich wird anschließend mit Baustahlmatten und Spritzbeton gesichert.

Bewährtes Konzept überzeugte die Deutsche Bahn

In der Ausschreibungsphase konnte die damalige Bietergemeinschaft die Deutsche Bahn überzeugen. „Wir hatten die Tunnel-im-Tunnel-Variante mit radialen Schneidapparaturen bereits bei Projekten in der Schweiz erfolgreich umgesetzt und diese Lösung dann auch für die Erneuerung des Elleringhauser Tunnels – in einem projektspezifischen Bauablauf – vorgeschlagen“, sagt Ingenieur Martin Frauenlob, Technischer Leiter bei Marti Dienstleistungen.

Schneidapparat wurde in einem Jahr entwickelt

Ein Jahr lang hat die Entwicklung des Schneidapparats gedauert, den bei Marti Technik der Konstrukteur Thomas Hofer verantwortet hat. „Bei früheren Konstruktionen haben wir bereits Antriebskomponenten von Rud verwendet, daher war mir klar, dass die Omega-Drive-Antriebe auch jetzt wieder eine gute Option sein können“, erinnert sich Hofer.

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Kettenantrieb versus Zahnstangenantrieb

Der Schneidapparat wird auch in Längsrichtung über Tecdos-Omega-Antriebe und TEC-Premiumketten von Rud verfahren. (Bild: Rud)
Der Schneidapparat wird auch in Längsrichtung über Tecdos-Omega-Antriebe und TEC-Premiumketten von Rud verfahren.
(Bild: Rud)

Für ihn war die Unempfindlichkeit der kettengetriebene Lösung ausschlaggebend: Die Antriebe sind durch ihr Gehäuse vor Staub, Schmutz und Wassereintritt geschützt und auch die verwendeten Ketten sind besonders widerstandsfähig. „Das ist ein klarer Vorteil gegenüber einer Zahnstange. Diese Idee haben wir schnell verworfen, weil sie uns nicht robust genug erschien“, so Hofer. Ihm war außerdem wichtig: „Wir kombinieren bei diesem Sägeprojekt ja eine lineare Bewegung mit einer radialen Bewegung. Dabei verändert sich der Abstand vom Kettenrad zur Rundstahlkette. Mit den unterschiedlichen Rud-Antrieben können wir die Kette stets so führen, dass das theoretische Maß immer erhalten bleibt.“

Positive Erfahrung in der Praxis

In der Praxis läuft es nun so: Nach jedem Radialschnitt werden die beiden Schneidapparate in Längsrichtung verfahren, um den nächsten Schnitt ansetzen zu können. Das vereinfacht die anschließenden Abbrucharbeiten in der Nacht. Das Vortriebs- und Schneidsystem bewährt sich auf der Baustelle. „Die Kombination aus gehäusegeschütztem Umlenkantrieb und robuster Kette ist wirklich hervorragend. Denn wir sägen ja im Nassschnitt, haben also entsprechenden Sprühnebel. Wir sind mit der Lösung sehr zufrieden“, bilanziert Baustellenchef Merkle. (dm)

Was ändert sich am Elleringhauser Tunnel?

Durch den Elleringhauser Tunnel führt die Obere Ruhrtalbahn, die zwischen Aachen und Kassel verläuft. Die circa 151 Kilometer lange, nicht elektrifizierte Eisenbahnstrecke verläuft von Hagen durch das Hochsauerland nach Warburg. Sie verbindet den ländlichen Raum im Hochsauerlandkreis mit dem Ruhrgebiet und weist mehrere Tunnelbauwerke auf, die bereits im 19. Jahrhundert gebaut wurden.

Die Erneuerung des Elleringhauser Tunnels ist eines der derzeit bedeutendsten Tunnelprojekte der Deutschen Bahn. Nach zehn Jahren intensiver Planung haben 2022 die Arbeiten begonnen, die voraussichtlich bis 2029 andauern werden. Nicht nur der 1.393 Meter lange Bahntunnel wird erneuert, sondern es wird im Zuge der Maßnahmen auch ein 475 Meter langer neuer Rettungsstollen angelegt, der parallel zum Fahrtunnel verläuft. 

Der Elleringhauser Tunnel ist deutschlandweit der erste sohloffene Tunnel überhaupt, der auf einer Länge von über einem Kilometer im konventionellen Vortrieb – mit Tübbingen – ausgebaut wird. Die DB stattet den Tunnel mit der neuesten Ausrüstungstechnik aus. Neben der Sicherheitsbeleuchtung werden eine Fluchtwegbeschilderung und beleuchtete Handläufe eingerichtet. Zudem erhält der Tunnel eine Feuerlöschleitung und Tunnelsteckdosen. Auch für den Mobilfunk sollen die Antennen für einen störungsfreien Empfang in den Tunnelanlagen optimiert werden. 

Umschlingungswinkel von 180 Grad

Die Omega-Drive-Antriebe entwickelte Rud speziell für extreme Belastungen und eine besonders lange Lebensdauer. Mit seinem charakteristischen, form- und namensgebenden Umschlingungswinkel von 180 Grad eignet sich der Kettenantrieb Tecdos Omega Drive für lineare und drehende Bewegungen: Er dreht, hebt und senkt Lasten im On- und Offshore-Bereich. Je nach Anwendung wird der Antrieb entweder an der zu bewegenden Last befestigt und zieht diese an der Rundstahlkette entlang, oder der Antrieb ist bauseitig fest fixiert und bewegt die Kette mit der Last. Basis für das Antriebssystem ist eine spezielle Rundstahlkette. Der Antrieb besteht aus drei Umlenkrädern, die zu einem Dreieck angeordnet sind. Das Antriebsrad arbeitet frei von Zusatzkräften und der Antrieb erzeugt keine Reaktionskräfte. Die Kette wird über die integrierte Kettenführung durch den Antrieb geführt, wodurch sich der Umschlingungswinkel von 180 Grad ergibt.

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