Freitag, 18. September 2009

109: Von dreihundert auf null

Letzte Woche habe ich hier grob erklärt, wie Eisenbahnbremsen so funktionieren. Wie so vieles beim System Bahn sind die Bremsen der Gipfelpunkt einer zweihundert Jahre währenden Entwicklung, und ihre Geschichte ist in Blut geschrieben. Und sie ist, auch wenn das mit dem Blut doch seit der (wahrlich geschichtsträchtigen) Einführung der durchgehenden Druckluftbremse stark nachgelassen hat, noch lange nicht beendet. Heute daher noch ein paar Ausführungen zum Bremsen von Zügen.

Wer an einem stehenden Zug vorbeigeht, hat sicher schon einmal die meist farblich gekennzeichneten Umstellhebel am Untergestell gesehen. Man wählt damit so etwas wie »G«, »P« oder »R«. Bei Güterwagen sieht man häufig Hebel, mit denen man zwischen »leer« und »beladen« wählen kann - bei französischen Güterwagen kann man sich zwischen »MARCHE« und »VOYAGE« entscheiden, also zwischen Marsch und Reise; ich schätze, dass Marsch für Überführungsfahrt, also Leerfahrt, steht.
Diese verschiedenen Umstellmöglichkeiten haben damit zu tun, dass je nach Zug, in den ein Wagen eingereiht ist, und je nach Zuladung, die Bremsen unterschiedlich eingestellt werden müssen. Schnelle Personenzüge bremsen mit »R+160« in einem roten Karree, was sozusagen der Super Mario mit Feuerblume und Unverwundbarkeitsstern unter den Schnellzugbremsen ist. Lahmste Güterwagen bremsen mit »G«. Die Voll-/Leer-Unterscheidung soll vermeiden, dass leere Wagen zu stark bremsen oder volle Wagen zu schwach; man findet so etwas zunehmend immer weniger, weil es automatische Lastabbremsvorrichtungen gibt, die selber messen, ob der Wagen beladen ist, und die Bremsleistung anpassen. Natürlich haben moderne Wagen auch ABS, nur dass das dann Gleitschutz heißt und mit simpelsten Mitteln bereits zu Zeiten realisiert wurde, als man bei Autoherstellern noch dachte, das gäbe es nur bei Flugzeugen.
Aber wie gesagt, es gibt diese Hebel, und gerade bei langen Güterzügen aus gemischten Wagen stellt man durchaus je nach Bauart und Position des Wagens die Bremsen unterschiedlich ein. Es kann sogar vorkommen, dass die Bremsen bei einigen Wagen ganz abgeschaltet werden. Dies hat damit zu tun, dass man vermeiden möchte, dass bei Bremsungen der Zug über Gebühr zusammengestaucht oder gestreckt wird, denn die recht filigranen europäischen Kupplungen (Prellblog 8) mögen keine Streckungen, und übermäßiges Stauchen kann schon mal zur Entgleisung (Prellblog 57) führen.

Die gute alte Druckluftbremse ist ohnehin mittlerweile bis aufs Letzte ausgereizt. Der »Schnellbremsbeschleuniger« zum Beispiel, der im Prinzip aus einem Ventil in jedem Wagen besteht, das reagiert, wenn dort die Druckabfallwelle einer Schnellbremsung (wir erinnern uns: komplettes Ablassen der Luft) durchkommt, sorgt bei schnellen Personenzügen dafür, dass der Steuerimpuls zum Bremsen mit maximal möglicher Geschwindigkeit (ungefähr Schallgeschwindigkeit!) an allen Punkten ankommt. Bei der elektropneumatischen Bremse ist die Druckluftbremse parallel geschaltet zu einer elektrischen Leitung, die alle Bremsen verbindet und so ein Auslösen mit Licht- statt mit Schallgeschwindigkeit ermöglicht; dabei wird die Luftleitung allerdings nicht in sicherheitsrelevanter Hinsicht überbrückt. Die Druckluft ist letztlich die Königin. Was die Elektropneumatik aber erlaubt ist die Notbremsüberbrückung: Zieht man in einem damit ausgestatteten Zug die Notbremse, wird die Luftleitung nicht sofort entleert, sondern der Lokführer alarmiert und das Zugpersonal (das gesetzlich für solche Züge vorgeschrieben ist) losgeschickt, um sich das Problem anzuschauen. Gebremst wird der Zug erst, sobald dies ungefährlich ist. Notbremsüberbrückung ist in Deutschland auf zahlreichen Strecken mit langen Tunnels vorgeschrieben, damit brennende Züge nicht im Tunnel angehalten werden. Die Idee ist dieselbe wie die hinter den Notbremsen bei U-Bahnen, die Züge explizit immer erst im nächsten Bahnhof stoppen.

Jenseits von all den Finessen beim Ansteuern der Scheibenbremsen gibt es aber noch ganz andere Bremsen.
Bei elektrischen und dieselelektrischen Triebfahrzeugen kann man die Motoren als Generatoren schalten (»elektrische Bremse«) und damit die Bremsbeläge schonen. Besonders Triebwagen, die an vielen Achsen Motoren haben, profitieren hier. Moderne Fahrzeuge speisen den dabei zurückgewonnenen Bremsstrom zurück in die Leitung, Dieselfahrzeuge und ältere Elektrofahrzeuge verfeuern ihn in Bremswiderständen. Ältere Straßenbahnen heizen damit. Man überlegt seit Jahren an sinnvollen Speicherlösungen herum (Schwungräder, Druckluftspeicher, Kondensatoren, Akkus), um auch Fahrzeugen ohne strombedürftiger Oberleitung das regenwaldschonende Recycling von Bremsenergie zu erlauben.
Bei schnellen Fahrzeugen sind häufig, wenn auch nicht immer, Magnetschienenbremsen vorgesehen. Das sind je nach Fahrzeugbauart unterschiedlich konstruierte Vorrichtungen; bei Straßenbahnen funktionieren sie ganz anders als bei der Eisenbahn. Das Ziel ist aber dasselbe: Ein Magnetschuh mit Verschleißoberfläche wird kräftig gegen die Fahrschienen gedrückt und bremst das Fahrzeug rabiat ab. Vorteil ist dabei, dass die Abhitze praktischerweise in die Schienen geleitet wird. Magnetschienenbremsen sind für Fahrzeuge, die auf Strecken mit herkömmlicher Signalausrüstung sicher 160 km/h fahren sollen - und das sind in Deutschland mittlerweile sogar Bimmelbahnen - unverzichtbar, von schnelleren Zügen ganz zu schweigen.

Aber keine Regel ohne Ausnahme. Es gibt noch eine edlere Bremse, nämlich die Wirbelstrombremse, die auf das Andrücken und Schleifen an der Schiene verzichtet. Der Magnet wird dort knapp über der Schiene gehalten, gewaltige Ströme fließen, die Schienen erhitzen sich auf Temperaturen, bei denen man fast ein Ei braten könnte, der Zug verzögert recht deutlich, und das alles, ohne dass der Bremsschuh die Schiene überhaupt berührt. Der Nachteil ist, dass wegen der Hitzeentwicklung und der Magnetfelder hierfür die Strecken besonders »gehärtet« werden müssen und daher der ICE 3 der einzige Zug ist, der auf gewissen Strecken mit Wirbelstrom bremsen darf. Geht die Wirbelstrombremse mal nicht (was früher gar nicht so selten war), darf er nicht einmal mehr 160 km/h fahren, geschweige denn seine 300 reguläre Spitze. Auf ausländischen Strecken haben die Magnetfelder der ICE-3-Bremse übrigens schon Deckel von Weichenantrieben abgerissen und die Hitze zu Schienendeformationen geführt.

Bremsen ist also, auch wenn es heute von einem spielzeugmäßigen Hebel, an dem ein Computer (Jargon »Bremsrechner«) hängt, gesteuert wird, immer noch ein schmutziges und heißes Geschäft. Ich denke aber, man wird mir zustimmen, wenn ich ganz schön beeindruckt bin davon, wie selbstverständlich diese in vielen Teilen mehr als 100 Jahre alte Technik täglich und rund um den Globus Züge mit teilweise mehreren tausend Tonnen Gewicht präzise verlangsamt.

Tipp für Kenner: Die schweren Güterzuglokomotiven Baureihe 152 der DB haben außenliegende, gelochte Bremsscheiben. Einfach mal drauf achten.

Bild: Doo-ho Kim (»titicat«) bei Flickr (Details und Lizenz)

Kommentare:

Anonym hat gesagt…

Ist es nicht bei der NBÜ so, dass die Notbremsung erstmal wirksam wird und dann vom Tf aktiv (durch einen Füllstoß?) überbrückt werden muss?

mawa hat gesagt…

Jetzt wo du es sagst ... ich schlage nochmal im Fiedler nach.

-thh hat gesagt…

"Bei Güterwagen sieht man häufig Hebel, mit denen man zwischen »voll« und »beladen« wählen kann [...]"

Wirklich zwischen "voll" und "beladen"? Und wenn ja, wo ist da dann der Unterschied? *kopfkratz*

Auf jeden Fall danke für Deine (fast ;)) immer sehr interessanten und laienverständlichen Beiträge zum Eisenbahnwesen!

mawa hat gesagt…

Ich merke schon, es wird Zeit, ein paar Korrekturen nachzutragen :)

Anonym hat gesagt…

Die NBÜ (Notbremsüberbrückung) oder das modernere Wort NBA (Notbremsanforderung) funktioniert von Zug zu Zug unterschiedlich. Eins haben sie gemeinsam: Im ersten Moment wird keine Bremsung ausgelöst, ausser der Zug hatte innerhalb von 100m einen Halt bei dem die Türen frei gegeben wurden. Bei der NBÜ/NBA der Re 460 muss der Lokführer zwingend innert 15s Handeln z.B. drücken der Taste NBA oder Füllstoss, andernfalls wirkt die Notbremse. Bei der NBÜ der Re 450 muss der Lf nicht reagieren.

Mit überbrückter Notbremse darf der Lokführer nur noch mit 80 Km/h bis zum nächsten geeigneten Halteort fahren.

Die Notbremse entleert die Haupluftleitung sehr schnell. Selbst wen die Notbremse unverzüglich zurück gestellt würde dauert es Minuten bis die HLL wieder gefühlt ist. In dieser Zeit käme der Zug auch aus 140 Km/h zum stehen. Die Bremsen bei einem Zug reagieren auch bei Normaler Regulierbremsung ausgesprochen Träge