Hohe Achslasten, lange Zugverbände und große Transportvolumina führen zu intensiver Beanspruchung des Oberbaus. Gefordert sind robuste Bauweisen sowie Instandhaltungsstrategien, die hohe Arbeitsleistungen ermöglichen. Für die großteils privaten Eisenbahninfrastrukturunternehmen (Class I Railroads) rückt daher die Produktivität der Instandhaltung bei minimalen wirtschaftlichen Auswirkungen in den Mittelpunkt. Entscheidend ist, große Streckenlängen in kurzen Sperrpausen zu bearbeiten und dabei maximale Leistung zu erzielen.

Vor diesem Hintergrund gewinnt die Weiterentwicklung von Instandhaltungsmethoden zunehmend an Bedeutung. Ziel ist es, die Wirksamkeit einzelner Maßnahmen datenbasiert zu verstehen, die langfristige Stabilität der Gleislage zu erhöhen und gleichzeitig die Arbeitsleistung unmittelbar zu steigern.

Stabile Gleislage bei maximaler Leistung

Im Rahmen unserer globalen Forschungsinitiative Plasser SmartTamping werden der Stopfprozess und die resultierende Verdichtung des Schotterbetts untersucht. Ein Teilprojekt konzentrierte sich auf die spezifischen Anforderungen von Schwerlastbahnen in Nordamerika. Gemeinsam mit der Pennsylvania State University und einem nordamerikanischen Eisenbahninfrastrukturbetreiber wurden auf einer Hauptstrecke der Class I Railroads gezielt unterschiedliche Beistellzeiten und die Anzahl der Beistellvorgänge variiert. Anschließend wurde die Entwicklung der Gleislage über einen längeren Zeitraum beobachtet und dadurch eine Bewertung der nachhaltigen Wirkung der einzelnen Parameter ermöglicht.

Zum Einsatz kam eine 1-Schwellen-Stopfmaschine GRM3000, ausgestattet mit umfangreicher Sensorik. Sensoren im Schotterbett fungierten als intelligente Schotterkörner und gaben direkt Aufschluss über die Vorgänge im Schotter während des Stopfprozesses und danach. So konnten die Auswirkungen kurzer Beistellzeiten auf die langfristige Entwicklung der Gleislage quantifiziert werden.

Die Ergebnisse zeigen den praktischen Nutzen deutlich: Eine stabilere Gleislage reduziert den Instandhaltungsbedarf und verlängert die Liegedauer des Oberbaus. Gleichzeitig ermöglichen optimal gewählte Stopfparameter, Eingriffszeiten zu optimieren und die Arbeitsleistung zu maximieren, ohne die Qualität zu beeinträchtigen. Kurze Beistellzeiten steigern den Output vorübergehend, wirken sich jedoch nachweislich negativ auf die Langlebigkeit des Ergebnisses aus.

Hier setzen Assistenzsysteme wie der Plasser TampingAssistant und die Plasser TampingControl an. Sie unterstützen dabei, die optimale Balance zwischen Produktivität und Qualität zu finden.

Plasser TampingAssistant im US-Einsatz

Die besonderen Rahmenbedingungen der nordamerikanischen Schwerlastbahnen stellen erhöhte Anforderungen an Maschine und Sensorik, wie im Rahmen eines Early Adopter-Projektes des Plasser TampingAssistant in den USA festgestellt werden konnte. Viele Stopfmaschinen verfügen dort nur über eine Fahr- und Arbeitskabine, wodurch klassische Sensorpositionen an einer Vorwagenkabine entfallen.

Die Lösung: Verlagerung der Sensorik auf den vorderen Spannwagen. Dieser wird im Kurz- oder Langsehnenverfahren vor der Hauptmaschine geführt, dient als vorderer Abnahmepunkt der Arbeitssehnen und bietet durch definierten Abstand zur Maschine eine stabile Referenz für die Sensormontage. Um den Plasser TampingAssistant zu trainieren und die Produktionsphase der neuen Stopfmaschinen zu nutzen, wurden die Sensoren zunächst auf einem getrennten Vorwagen installiert, um unabhängig von der Stopfmaschine betrieben werden zu können. So sollten unterschiedliche Weichengeometrien und Hindernisse erfasst und das System an die lokalen Randbedingungen angelernt werden.

Nach rund acht Monaten Anlernphase wurde das Sensorsetting in eine neue 09-2X DYNACAT 2-Schwellen-Stopfmaschine integriert. Anfang 2025 konnte damit erstmals eine Weiche im Netz einer großen nordamerikanischen Güterbahn autonom gestopft werden.

GRM4000: Weiterentwicklung der GRM-Serie für höhere Produktivität

In Nordamerika kommen neben kontinuierlich arbeitenden Mehr-Schwellen-Stopfmaschinen häufig auch zyklisch arbeitende 1-Schwellen-Stopfmaschinen zum Einsatz. Ihr Vorteil liegt in hoher Flexibilität: Sie lassen sich per Tieflader oder Flachwagen schnell an den Einsatzort transportieren und blockieren keine wertvolle Trassenzeit. Die Stopfmaschinen der GRM-Serie von Plasser American haben sich seit Jahrzehnten als robuste und vielseitige Lösung für Strecke und Weiche bewährt. Das Split-Head-Aggregat kombiniert einfache Bauweise mit hoher Anpassungsfähigkeit und ermöglicht einen breiten Einsatzbereich bei zuverlässiger Performance.

Der logische nächste Schritt war die konsequente Weiterentwicklung des Maschinenkonzepts. Das Nachfolgemodell GRM4000 baut auf den bewährten Komponenten des bestehenden Konzepts auf und entwickelt diese gezielt weiter im Hinblick auf höhere Arbeitsleistung. Durch Einsatz eines neu entwickelten 2-Schwellen-Stopfaggregats lässt sich die Produktivität nochmals deutlich steigern, ohne die Transportfähigkeit einzuschränken. Seit Ende 2025 befindet sich die Maschine im Testeinsatz auf freier Strecke.

Mit der TAMPLINK®-Technologie konnte die Leistungsfähigkeit bereits für die GRM3000T deutlich erweitert werden: Je nach Anforderung lässt sich ein PTS90C direkt ankoppeln oder ein zusätzlicher Anhänger mit Stopfaggregat einsetzen. Ein weiterer Entwicklungsschritt ist die Digitalisierung der Maschinenkopplung: Während TAMPLINK® noch eine mechanische Verbindung erforderte, ermöglicht die „Remote Stabilizer Option“ die drahtlose Kommunikation zwischen Stopfmaschine und Stabilisationsfahrzeug. Ein PTS90C folgt dabei autonom ohne zusätzliches Personal dem Leitfahrzeug und wird direkt von der Stopfmaschine aus gesteuert. Radarsensoren überwachen kontinuierlich den Zwischenraum und gewährleisten sicheren und effizienten Betrieb.