|
Warnhinweis: Obwohl ich versucht habe, mich auf das Wesentliche zu beschränken,
ist dieser Text sehr lang. Wer ihn insgesamt lesen will, dem empfehle
ich, das offline zu tun, da die Providerkosten sonst in ungeahnte Höhen
steigen dürften.
Einleitung.
Wie allgemein bekannt sein dürfte, ist es nicht besonders schwer,
ein Eisenbahnfahrzeug ins Rollen zu bringen – der Rollwiderstand
Stahlrad / Stahlschiene ist nicht sehr hoch. Interessant ist aber die
Frage: Wie bringe ich ein Eisenbahnfahrzeug oder einen Zug jederzeit
möglichst sicher und effektiv zum Stehen? Mit dieser Frage – alles,
was zum Grundwissen über die Bremsen gehört – befaßt
sich dieser Beitrag. Da er sehr umfangreich ist, habe ich ihn in Zwischenüberschriften
gegliedert, so daß man nicht alles lesen muß, sondern z.B.
wer schon einiges über Grundlagen weiß und zu irgendwelchen
Spezialfragen Antworten sucht, kann die für ihn interessanten Abschnitte
etwas schneller finden.
"Züge, die schneller als 50 km/ fahren sollen, müssen
mit einer durchgehenden und selbsttätigen Bremse ausgerüstet
sein."
Sinngemäß steht diese Forderung in der Eisenbahnbau- und –betriebsordnung
(EBO); diese hat für Eisenbahnen in Deutschland einen rechtsverbindlichen
Charakter. Wie erreicht man dieses nun? Klären wir als erstes die
Begriffe.
"Durchgehend" – damit ist nichts anderes gemeint, als
daß das System, welches die Bremsen steuert, durch den gesamten
Zug gehen muß, alle Fahrzeuge im Zug müssen an dieses System
angeschlossen sein. Dieses System (nennen wir es "Leitung")
darf also nicht hinter Lok oder erstem Wagen aufhören, sondern muß den
gesamten Zug umfassen.
Mit "selbsttätig" ist gemeint, daß bei Zwischenfällen
wie z.B. einer Zugtrennung (Abriß von Fahrzeugen) alle Fahrzeuge
von selbst zum Stehen gebracht werden, und das möglichst schnell.
Grundlegende Funktion der Druckluftbremse.
Erreicht werden diese Forderungen durch die heutzutage bei Eisenbahnfahrzeugen
aller Art verwendeten Druckluftbremsen. Zur Funktion der Druckluftbremse:
durch jedes Fahrzeug verläuft eine Druckleitung, die sog. Hauptluftleitung
(kurz HLL). Ferner besitzt heutzutage (früher war das anders,
da gab es im Güterverkehr auch reine Leitungswagen, die zwar eine
HLL, aber keinerlei Druckluftbremseinrichtungen hatten, sondern bestenfalls
eine Handbremse) jedes Fahrzeug einen mit HLL und Steuerventil(en)
verbundenen Vorratsluftbehälter und mindestens ein an die HLL
angeschlossenes Steuerventil, welches auf Druckveränderungen in
der HLL reagiert,. An diesem Steuerventil befindet sich der Bremszylinder
und an diesem das Bremsgestänge, über welches die Bremskräfte
auf die Räder übertragen wird. Bei gelösten Bremsen
werden die Bremsklötze über eine Feder von den Rädern
bzw. den Bremsscheiben ferngehalten. – In der Lok befindet sich
ein Kompressor. Dieser füllt den Hauptluftbehälter in der
Lok auf 10 bar auf. Über ein Druckminderungsventil wird nun in
der HLL ein Druck aufgebaut (Drucksteuerung in der HLL über das
Führerbremsventil, kurz FBV, befindet sich logischerweise im Führerstand
und wird vom Tf bedient): der Regeldruck hier liegt bei 5 bar. Sind
diese 5 bar erreicht, sind alle Bremsen im Zug gelöst. Läßt
man nun Druck aus der HLL entweichen (i.d.R. macht das der Tf kontrolliert über
das FBV), reagieren die Steuerventile. Je nachdem, wieviel Druck entweicht,
leiten sie Luft aus den Vorratsluftbehältern in die Bremszylinder,
damit wird gegen den Federdruck das Bremsgestänge betätigt,
die Bremselemente legen an, und das Fahrzeug bremst. Je mehr Druck
man aus der HLL abläßt, desto mehr Druck wird in den Bremszylindern
aufgebaut und desto stärker werden die Bremsklötze gegen
Räder bzw. Bremsscheiben gedrückt, d.h. desto stärker
ist die Bremswirkung.
Aus dieser Art der Steuerung ergibt sich noch ein weiterer Begriff:
nämlich der der indirekt wirkenden Durckluftbremse, d.h. die Druckluftbremsen
werden nicht direkt gesteuert, sondern indirekt – und zwar über
das FBV. Würde man sie direkt steuern wollen, müßte man
jedes einzelne Steuerventil von Hand selber steuern können – wenn
man z.B. zum Festhalten einer Lok deren Zusatzbremse bedient, wird über
ein separates Bremsventil direkt Luft in den Bremszylinder der Lok geleitet,
löst man dieses Zusatzbremsventil wieder aus, entweicht der Druck
wieder; das Steuerventil und die HLL werden dabei völlig umgangen – dies
ist eine direkt wirkende Bremse; die Druckluftbremse mit ihren Steuerventilen
hingegen nicht. Hieraus ergibt sich der Grundsatz: Eisenbahnfahrzeuge
besitzen eine durchgehende, selbsttätig wirkende, indirekte Druckluftbremse.
Soviel zum Grundprinzip der Druckluftbremse. Damit erklärt sich
auch die geforderte Selbsttätigkeit: wird z.B. unbeabsichtigt der
Zug getrennt (und damit auch die HLL-Druckluftschläuche zwischen
den Fahrzeugen), entweicht sofort sämtlicher Druck aus der HLL – die
Folge: alle Zugteile kommen sofort selbsttätig zum Stehen. - - -
Beim Auslösen der Bremsen wird der HLL-Druck wieder erhöht
und darüber auch der Vorratsluftbehälter der Fahrzeuge wieder
gefüllt, das Steuerventil leitet die Druckluft aus den Bremszylinder
ab ins Freie (entlüftet den Bremszylinder), und die Federn ziehen
die Reibelemente wieder von Rädern oder Bremsscheiben zurück.
Steuerventile lassen sich ein- und ausschalten – an jedem Fahrzeug
befindet sich ein Bremsabsperrhahn, mit dem man z.B. bei Störungen
das Steuerventil von der HLL trennen kann, und ein Lösezug, um unerwünscht
angelegte Bremsen (z.B. bei einer Störung des Steuerventils) von
Hand auslösen zu können. – Es versteht sich, daß man
an diesen Bremsabsperrhähnen und Lösezügen nicht unbefugt
herumspielt, sondern sie nur in festgelegten Fällen betätigt – alles
andere wäre ein unbefugter Eingriff in den Eisenbahnverkehr und
damit eine Betriebsgefährdung.
Zwangs-, Schnell- und Notbremsungen – was passiert, wenn der Zug
sehr abrupt stoppt?
Wenn der Tf aus irgendeinem Grund eine Zwangsbremsung erhält, wird
sofort von der Technik (die natürlich an jedem Einsatztag mindestens
einmal auf Funktionsfähigkeit zu prüfen ist) sämtlicher
Druck aus der HLL abgelassen. Bei einer Schnellbremsung (anzuwenden im
Gefahrenfalle) zieht der Tf das FBV bis zum Anschlag durch, auch hier
entweicht sofort die gesamte Luft. Analog hierzu die Funktion einer Notbremse: über
die bekannten roten Griffe in den Wagen wird über unterschiedliche
Systeme (alte Wagen: Seilzüge, führen zum sog. "Ackermann"-
oder Flaschenhalsventil; neuere und modernisierte Wagen: Druckluft – Steuerleitungen)
die HLL weit geöffnet, jeder Druck entweicht ins Freie, die Bremsen
packen zu. Wie eine Notbremse zurückgestellt wird (muß sie
ja, die HLL muß ja wieder geschlossen werden, damit der Zug weiterfahren
kann), erkläre ich hier nicht – da dieser Beitrag per Internet
für jeden offen ist, besteht die Gefahr, mißbräuchliche
Spielereien mit den Notbremsen zu fördern, wenn einmal allgemein
bekannt wäre, wie die Notbremsen zurückzustellen sind. Nur
soviel: ein Wagen, an dem die Notbremse gezogen wurde, ist am zischenden
Ausströmgeräusch oder einem blinkenden Leuchtmelder im Wagen
zweifelsfrei zu identifizieren.
Die Notbremsüberbrückung.
Vielleicht hat der eine oder andere schon einmal den Begriff "Notbremsüberbrückung
(NBÜ)" gehört. Diese setzt zwingend eine elektropneumatische
Bremse, kurz ep (siehe übernächster Absatz), voraus, Lok und
Wagen müssen damit ausgestattet sein (erkennbar durch Piktogramme
am Langträger), sonst wirkt sie nicht. Zusätzlich muß zum
Wirken der NBÜ/ep die IS-Leitung (IS = Information und Steuerung)
durchgängig gekuppelt sein, da die elektrischen Steuersignale über
selbige übertragen werden. – Die Notbremsüberbrückung
darf nur auf dafür vorgesehenen Streckenabschnitten eingeschaltet
sein. Wird in diesen speziellen Abschnitten die Notbremse gezogen, läßt
sich die Wirkung vom Führerstand aus aufheben, indem das Ventil
des entsprechenden Wagens elektrisch den Befehl zum Schließen erhält – der
Wagen mit der gezogenen Notbremse ist jedoch nach wie vor zu identifizieren.
Wann und wo die NBÜ eingesetzt werden darf bzw. muß, erläutere
ich im nächsten Beitrag "NBÜ / SRK".
Bremsbauarten – einlösig oder mehrlösig?
Nun zu den Unterscheidungen im Wirken der Bremsen. Zuerst unterscheidet
man in einlösige und mehrlösige Bremsen. Das Steuerventil
einer einlösigen Bremse ist wesentlich einfacher gebaut als das
einer mehrlösigen. Dafür hat erstere den Nachteil, daß sie,
wenn Druck aus der HLL abgelassen wird, zwar wunderbar anlegt, aber
bei der geringsten Druckerhöhung sofort wieder vollständig
auslöst – das birgt die Gefahr in sich, daß sie erschöpfbar
ist! Man stelle sich folgendes vor: ein talwärts fahrender Zug
bremst ab, dazu wird der Druck in der HLL auf 4,2 bar gesenkt, die
Bremsen legen an. Dann wird der Druck wieder leicht erhöht, z.B.
auf 4,5 bar – die Bremsen lösen sofort vollständig
aus. Senken wir den Druck erneut auf 3,8 bar, lösen wieder usw. – irgendwann
ist die HLL "leer", d.h. so gut wie kein Druck mehr darin,
und die Bremsen sind trotzdem ausgelöst – da kann man nur
hoffen, daß das Ende der Gefällestrecke erreicht ist. Aus
diesem Grund gibt es heutzutage so gut wie keine Fahrzeuge mehr mit
einlösigen Bremsen (bestenfalls noch ein paar historische Fahrzeuge,
einige uralte Lokbaureihen und Bauzugwagen, die ja auch größtenteils
aus alten Reisezugwagen entstanden sind); heutige Eisenbahnfahrzeuge
haben alle mehrlösige Bremsen. Eine mehrlösige Bremse zeichnet
sich dadurch aus, daß man sie genauso stufenweise, wie man sie
anlegt, auch wieder lösen kann und sie dadurch nicht erschöpfbar
ist.
Bauarten und Bremsstellungen sowie deren Kennzeichnung am Fahrzeug.
Welche Bremse ein Fahrzeug hat, ist am Langträger angeschrieben – allerdings
in Abkürzungen. Daher jetzt ein paar Bauartbezeichnungen: einlösige
Bremsen haben in aller Regel nur einen Buchstaben als Bauartbezeichnung,
mehrlösige mehrere. Einlösige Bremsen sind z.B. Knorr (K) und
Westinghouse (W), mehrlösige die heutzutage am meisten verwendete
Knorr-Einheitsbremse (KE), die vor allem in der Schweiz verwendete Oerlikon
(O – ist eine Ausnahme, hat nur einen Buchstaben, obwohl sie mehrlösig
ist) sowie einige andere, wenig gebräuchliche (Kk = Kunze-Knorr,
WE = Westinghouse, diesmal mehrlösig, HiK = Hildebrandt-Knorr usw.). – Nur
nebenbei: die Knorr-Bremse erhielt ihren Namen nach ihrem Erfinder und
seiner Firma, die auch heute noch pneumatische Ausrüstungen aller
Art baut und weltweit verkauft.
Als nächstes stellt sich die Frage: wie schnell und mit welcher
Wirkung sprechen die Bremsen an? Hierzu gibt es verschiedene Einstellmöglichkeiten
an der Bremse, die Bremsstellungen – einzustellen mit dem Bremsstellungswechsel,
einem Hebel außen am Fahrzeug, befindet sich in unmittelbarer Nähe
des Bremsabsperrhahns.
G = langsam (ursprünglich für Güterzüge)
P = schnell (ursprünglich für Personenzüge)
R = schnell und stark (Rapidbremse, sofort erkenntlich an einem R in
einem Rhombus)
R-Rot (angeschriebenes Bremsgewicht; ist keine eigene Bremsstellung)
= schnell und sehr stark, das Fahrzeug hat dann zusätzlich einen
Schnellbremsbeschleuniger: nichts anderes als ein Ventil, was bei sehr
schnellem und starkem Druckabfall in der HLL zusätzlich 20 l Luft
ins Freie entläßt.
Konkurrenzlos kurze Durchschlagzeiten erreicht man mit ep: elektropneumatische
Bremse; über die IS-Leitung und eine Steuerelektronik in den Wagen
kommt das Signal zum Anlegen oder Lösen der Bremsen sofort in allen
Wagen an. Mit dieser Bremse bremst es sich wunderbar, da sofort alle
Fahrzeuge im Zug gleichmäßig ansprechen: über die Steuersignale
passiert an den Bremsen jedes einzelnen Fahrzeuges im Zug zur gleichen
Zeit dasselbe. ICE-Züge fahren generell nur mit ep, bei lokbespannten
Zügen ist der Einsatz offiziell nur auf Strecken gestattet, auf
denen mit NBÜ gefahren werden muß. Auf die Wirkung der Bremse
selbst hat die Elektronik jedoch keinen Einfluß, man umgeht lediglich
Zeitverluste. – Bei jeder Bremsprobe wird selbstverständlich
zuerst die Funktion der normalen durchgehenden, selbsstätig wirkenden,
indirekten Druckluftbremse überprüft, auf diese wird generell
nicht verzichtet – die ep-Bremse ist eine nette Ergänzung,
aber auch bei Ausfall der ep ist natürlich immer noch ein gefahrloser
Bahnbetrieb mittels unserer inzwischen bekannten Druckluftbremsen gegeben.
Die unterschiedlichen Wirkungen der Bremsstellungen werden mit verschiedenen
Bremsgewichten für jede Bremsstellung ausgedrückt – interessant
für die Bremsberechnung. Mit steigender Bremswirkung steigt auch
das Bremsgewicht. Auch die Bremsgewichte sind am Langträger angeschrieben;
ermittelt werden sie entweder rechnerisch und/oder durch Versuche. Eine
Bezeichnung der Bremse in Übersicht ist ebenfalls am Langträger
angeschrieben, sie könnte z.B. heißen: KE-GPR, das bedeutet
dann: das Fahrzeug hat eine Knorr-Einheitsbremse, welche in die Bremsstellungen
G, P und R gestellt werden kann.
Außen vor gelassen habe ich hier ganz bewußt die Handbremsen – diese
dienen nur zum Festlegen und Sichern von stehenden Fahrzeugen, keinesfalls
zum normalen Bremsen im Fahrbetrieb.
Überbremsen unerwünscht – der Gleitschutz.
Natürlich ist es alles andere als wünschenswert, daß etwa
ein Fahrzeug zu stark bremst und die Räder stehenbleiben, d.h. das
Fahrzeug auf stehenden Rädern dahinrutscht ("gleitet"):
die maximale Bremswirkung wäre hier bereits überschritten,
blockierte Räder verzögern einen Wagen wesentlich schlechter
als solche, die gerade noch rollen; abgesehen davon würde man sich
mit dahinrutschenden Rädern Flachstellen einfahren (Unwuchten im
Rad), das sind dann die Räder, die während der Fahrt das bekannte
rhythmische Klappern und Klopfen erzeugen – für die Lebensdauer
der Drehgestelle und den Oberbau wenig zuträglich; manchmal reicht
schon ein Blockieren eines Rades und ein kleines Stückweit Dahinrutschen,
um eine so große Flachstelle zu erhalten, daß der Wagen sofort
ausgesetzt werden muß (hier gibt es festgelegte Grenzmaße – ist
eine Flachstelle länger als 60 mm und/oder beträgt die Materialauftragung
am Ende der Flachstelle (entsteht durch das Dahingleiten) mehr als einen
mm, ist das Fahrzeug sofort auszusetzen). Um ein Blockieren der Räder
zu verhindern, gibt es den Gleitschutz: blockiert ein Rad, wird über
diesen Luft aus dem Bremszylinder abgelassen, die Bremswirkung schwächt
sich etwas ab, und das Rad kann wieder rollen. Gleitschutzeinrichtungen
gibt es in rein pneumatischer und in elektronischer Form, bei elektronischem
Gleitschutz ist eine funktionierende Stromversorgung durch die Fahrzeugbatterie
natürlich eine Grundvoraussetzung (ist diese nicht gegeben, muß die
Bremse wegen der Gefahr von Überbremsungen ausgeschaltet werden – eine
neue Bremsberechnung versteht sich in diesem Fall von selber).
Soviel zu den Grundlagen – jetzt kommen erweiterte Kenntnisse.
Automatische Lastabbremsung.
Bei Güterwagen und Nahverkehrsfahrzeugen weit verbreitet ist eine
automatische Lastabbremsung. Diese dient dazu, das Fahrzeug immer gerade
so stark abzubremsen, wie es gerade nach seinem aktuellen Gewicht (was
ja erwiesenermaßen bei Güterwagen und stark belastetem Nahverkehr,
wie z.B. S-Bahnen, ständig schwanken kann) erforderlich ist. Für
die automatische Lastabbremsung ist eine komplexe und einigermaßen
komplizierte pneumatische Ausrüstung der Fahrzeuge erforderlich.
Dazu befindet sich in jedem Drehgestell ein Wiegeventil, was ständig
das auf diesem Drehgestell lastende Gewicht in Form eines Luftdrucks
ermittelt und pneumatisch an das sogenannte Regelbare Lastbremsventil
(RLV) "weitermeldet". Bei diesen Fahrzeugen steuert das Steuerventil
ausnahmsweise nicht direkt den Bremszylinderdruck, sondern das RLV und
das wiederum Bremszylinder und Vorratsluftbehälter - über das
RLV wird dann der Bremszylinderdruck genau so eingestellt, wie es erforderlich
ist (also z.B. bei einer krachend voll besetzten S-Bahn ein Stück
höher als bei einer gähnend leeren S-Bahn). Erkenntlich sind
derartige Fahrzeuge an einem nachgestellten A an der Bremsanschrift – die
Anschrift könnte also z.B. lauten KE-GP-A.
Nicht zu stark und nicht zu schwach bremsen: der Lastwechsel.
Güterwagen, die nicht mit automatischer Lastabbremsung gesegnet
sind (diese ist ja, wie wir gesehen haben, kompliziert, sehr komplex
aufgebaut und dementsprechend teuer), verfügen vielfach über
einen Lastwechsel in Form eines Hebels außen am Fahrzeug, in der
Nähe von Bremsabsperrhahn, Lösezug und Bremsstellungswechsel. Über
diesen läßt sich zusätzlich zum Bremsstellungswechsel
die Bremswirkung einstellen. Lastwechsel haben zwei oder drei Stufen:
leer, teilbeladen (wo vorhanden), beladen. Vermerkt ist an diesem Lastwechsel
das Gesamtgewicht des Wagens, ab welchem der Lastwechsel umzustellen
ist. Hat man einen vollbeladenen Wagen und läßt den Lastwechsel
auf "Leer" stehen, bremst der Wagen nur sehr schlecht – den
Zug würde es dann sonstwohin schieben. Ist umgekehrt ein Fahrzeug
leer und bremst in Stellung "Beladen", werden mit hoher Wahrscheinlichkeit
einfach die Räder stehenbleiben – ebenfalls nicht zweckdienlich,
wie schon weiter oben beschrieben. Fahrzeuge mit Lastwechsel sind nicht
extra durch Anschriften gekennzeichnet. Bei Reisezugwagen gibt es nur
eine einzige Gattung mit Lastwechseln: den DDm916, ein klotzgebremster
Autotransportwagen für den DB AutoZug. Hier sollte man beim Zugvorbereiten
tunlichst darauf achten, wie der Wagen beladen und wie der Lastwechsel
eingestellt ist. Alle anderen Reisezugfahrzeuge haben entweder eine automatische
Lastabbremsung (vielfach bei Nahverkehrsfahrzeugen, wie S-Bahnen und "Silberlingen",
zu finden), oder die Schwankungen in ihrem Gesamtgewicht sind zu unwesentlich – etwa
bei einem Fernverkehrswagen, der schon von sich aus mindestens 39 t Gewicht
mitbringt (meistens schwerer, am schwersten sind die Bvmz, die Mittelwagen
der ICE 1 und 2 und Schlafwagen mit über 50 t Leergewicht). Hier
können gar nicht so viele Reisende einsteigen, daß sich ein
Umstellen eines Lastwechsels lohnen würde – diese Wagen werden
nur über die Bremsstellungen "gesteuert".
Womit bremsen wir eigentlich? – Von Klotz- und Scheibenbremsen.
Weiterhin ist zu unterscheiden, womit ein Fahrzeug abgebremst wird: mit
Klotzbremsen oder Scheibenbremsen? Die Klotzbremsen sind das älteste
System überhaupt; Klötzer aus Gußeisen werden gegen
die Laufflächen der Räder gepreßt und der Wagen damit
gebremst – ein verschleißintensives System, das jede Menge
Krach macht (das charakteristische lautstarke Kreischen und Quietschen
beim Anhalten) und noch dazu den Nachteil hat, daß es sehr ungleichmäßig
wirkt: bei hohen Geschwindigkeiten müssen die Klötzer sehr
stark gegen die Räder gepreßt werden, bei niedrigen Geschwindigkeiten
dagegen sehr viel schwächer. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten
sinkt die Effektivität der Klotzbremsen rapide ab, deshalb dürfen
Fahrzeuge, die nur klotzgebremst laufen, maximal 140 km/h fahren. Fahrzeuge
mit Gußeisenklötzern sind nicht extra gekennzeichnet. – Etwas
moderner sind Bremsklötze aus Kompositwerkstoff: die Funktion
ist dieselbe wie bei den Gußeisenvertretern, nur bestehen sie
aus einem Kompositmaterial. Der Vorteil ist hier eine schon wesentlich
bessere und gleichmäßigere Verteilung der Bremskräfte über
den gesamten Geschwindigkeitsbereich. Fahrzeuge mit dieser Ausstattung
sind mit einem eingekreisten K gekennzeichnet; auch ist die Anzahl
solcher Wagen im Zug im Bremszettel (den Bremszettel bekommt der Lokführer;
enthält alles, was er über seinen Zug wissen muß – wieviel
wiegt der Zug, wieviele Achsen hat er, wie stark bremst er, wie lang
ist er, wieviele Scheiben- und Kompositklotzbremsen sind im Zug, bremst
der Zug etwa schwächer als im Fahrplan vorgesehen, sind Wagen
dabei, die nicht das fahrplanmäßige Tempo fahren dürfen
(bei beiden letzteren ist die Weisung der Betriebsleitung einzuholen),
ist eine NBÜ/ep vorhanden und wirksam, muß der Zug mit Strom
versorgt werden) einzutragen. Am effektivsten (technisch freilich auch
am aufwendigsten und natürlich am teuersten) sind aber Scheibenbremsen:
auf der Achse befinden sich eine oder mehrere Bremsscheiben, die über
spezielle Bremselemente abgebremst werden. Dieses System hat den geringsten
Verschleiß von allen und wirkt über den gesamten Geschwindigkeitsbereich
gleichmäßig. Neubaufahrzeuge (Reiseverkehr und Triebfahrzeuge)
erhalten heutzutage nur noch Scheibenbremsen. Fahrzeuge mit Scheibenbremsen
sind durch ein eingekreistes D gekennzeichnet, auch sie sind im Bremszettel
zu erfassen. Sie könnten zwar je nach Bauart theoretisch jede
Geschwindigkeit fahren, sind jedoch auf 160 km/h beschränkt. Grund:
in Deutschland beträgt auf Hauptbahnen der Abstand zwischen Vor-
und Hauptsignal id.R. 1000 m, innerhalb dieser Strecke muß jeder
Zug zum Halten gebracht werden können.
Noch stärker: die Magnetschienenbremsen.
Um das Anhalten aus hohen Geschwindigkeiten innerhalb von 1000 m technisch
realisieren zu können, sind stärkere Bremsen erforderlich,
allerdings reicht da eine Radsatzbremsung nicht mehr aus: hier braucht
es Magnetschienenbremsen, kurz Mg. Zur Versorgung derselben mit Druckluft
braucht es dann auch eine zweite Druckluftleitung: die Hauptluftbehälterleitung,
kurz HBL. Auch sie muß durchgehend sein und wird von der Lok
(und dort direkt vom Hauptluftbehälter) gespeist, der Regeldruck
in dieser Leitung liegt bei 10 bar. Zur Funktion der Mg: Normalerweise
werden diese von sehr starken Federn über den Gleisen gehalten.
Ist nun eine besonders hohe Bremsleistung erforderlich (bei einer Zwangs-,
Not- oder Schnellbremsung, um genau zu sein; die Mg werden nur bei
einem HLL-Druck von 0 bar überhaupt aktiv) und fährt der
Zug schneller als 50 km/h (darunter sind die Mg automatisch abgeschaltet,
da sonst die Bremswirkung zu brachial wäre und eine gute Chance
bestehen würde, daß die Räder stehenbleiben), werden
sie mit dem Druck aus der HBL gegen die Federn nach unten bis kurz über
die Schienenoberkante gedrückt (den aus der HLL zu nehmen geht
nicht, die ist bei so einer Bremsung bekanntlich komplett entlüftet),
gleichzeitig werden die Mg, die genaugenommen nichts anderes sind als
Elektromagnete, unter Strom gesetzt (der jeweilige Batteriestrom der
Wagen; sollte man als Zugführer im Auge behalten, fällt die
Elektrik bzw. die Batterieladung und -spannung aus bzw. zu stark ab,
ist die Mg-Bremse auszuschalten und eine neue Bremsberechnung anzustellen)
und werden durch die Magnetkraft auf die Schienen herabgezogen, der
Zug verzögert nun durch den Wirbelstromeffekt Mg-Schiene und durch
die Reibung selbst (gibt immer sehr schöne Qualmwolken). Wagen
mit dieser Bremse sind gekennzeichnet durch ein nachgestelltes Mg – die
Bremsbezeichnung könnte also z.B. so aussehen: KE-PR-Mg. Da es
sich hier um eine sehr starke Bremse handelt, wäre es ja nicht
gerade sinnvoll, wenn sie zusammen mit einer schwächeren Druckluftbremse
eingesetzt würde – sie kommt daher immer nur in Verbindung
mit der höchsten Druckluftbremsstellung eines Wagens vor (meistens
R, die Bremsstellung lautet dann R+Mg). Wirksame Mg werden immer durch
eine eigene Bremsstellung (einstellbar am Bremsstellungswechsel) gekennzeichnet.
Selbstverständlich können sie auch abgeschaltet werden (durch
Umstellen des Bremsstellungswechsels in eine niedrigere Bremsstellung);
ihr Einsatz ist wegen der extrem starken Bremswirkung nur zulässig,
wenn es im Fahrplan des Zuges so angegeben ist. Eine starke Bremse
kann nämlich auch Schaden anrichten: habe ich z.B. einen Zug,
der, sagen wir, nur in Stellung P oder gar G fährt, und als letzten
Wagen einen mit R+Mg, wird es bei einer Zwangs-, Not- oder Schnellbremsung
interessant: die Lok, die ihren Zug immer zu strecken hat und daher
generell schwächer bremst als der Zug (so gibt es z.B. keine Loks
mit Mg, siehe nächster Absatz), zieht von vorne, die Wagen in
der Mitte bremsen normal, und am hintersten Wagen "fallen" die
Mg, und er verzögert wesentlich stärker und zieht damit von
hinten – mit etwas Pech hat man hier eine Zugtrennung, die zu
unterschiedlichen Bremskräfte würden den Zug einfach auseinanderreißen.
Also: nur das fahren, was im Fahrplan steht, nicht in jedem Fall das,
was das Fahrzeug hergibt!
Dynamische Bremsen an Triebfahrzeugen.
Bei Lokomotiven sieht alles außer der normalen Druckluftbremse
etwas anders aus als an den Reisezugwagen. Haben wir z.B. eine Ellok,
so könnte man doch die Drehbewegung der Räder zum Bremsen nutzen – die
Motoren drehen sich ja bekanntlich mit (eine Kupplung wie beim Auto gibt
es nicht, die Anker der Elektromotoren drehen sich während der Fahrt
also ständig), und was kann man mit einem sich leer drehenden Motor
machen? Richtig – man kann ihn als Generator einsetzen, dabei entstehen
elektromagnetische Kräfte, und der Motor wird zur Bremse. Das Prinzip
kennt jeder vom Fahrrad: der stromerzeugende Dynamo (nichts anderes als
ein Generator im Kleinformat) verbraucht beim Stromerzeugen Bewegungsenergie,
deshalb fährt es sich auf dem Fahrrad mit Licht schwerer als ohne.
Nicht anders ist die Sache beim Elektromotor der Ellok: polt man ihn
zum Generator um (der dabei entstehende Strom, den unser Motor nun produziert,
wird bei älteren Baureihen einfach über Bremswiderstände
verheizt (es muß ja eine elektrische Belastung am Motor anliegen,
sonst erhält man keinen geschlossenen Stromkreis und folglich auch
keinen Generator-Bremseffekt), bei neueren Fahrzeugen wird er ins Fahrleitungsnetz
zurückgespeist), erhält man eine vorzügliche Bremse, die
sogenannte E-Bremse. Folglich kann man die Bremsstellungen der Lok um
einiges erweitern: denkbar sind z.B. P+E, R+E oder als höchstes
R+E160 (das ist die höchste bei Loks vorkommende Bremsstellung).
Bei Dieselfahrzeugen kann man ebenfalls den Motor zum Bremsen einsetzen – bekannt
vom Auto. Schaltet man dort z.B. bei steiler Talfahrt in einen niedrigen
Gang und läßt den Wagen nur rollen (natürlich ohne die
Kupplung zu treten), erhält man eine wunderbare Bremswirkung durch
den Motor. Dieseltriebfahrzeuge mit so einer sogenannten "hydrodynamischen
Bremse" sind durch ein H hinter den zusätzlichen Bremsstellungen
zu erkennen, z.B. R+H. – Eine Mg-Bremse wird man bei Loks vergeblich
suchen (Triebwagen und Triebzüge können natürlich welche
haben). Grund: eine Lok soll immer auch beim Bremsen ihren Zug straffen,
d.h. ihm vorausfahren, nicht ihn abbremsen. Hätte eine Lok Mg-Bremsen,
würde sie stärker bremsen als der Zug, d.h. die Wagen würden
auf die Lok auflaufen, von ihren Federpuffern wieder zurückprallen,
wieder auflaufen – unkontrollierbare Zerrungen und Stauchungen
im Zug wären die Folge, bis hin zu Zugtrennungen oder Entgleisungen.
Darum muß die Lok immer schwächer bremsen als der Zug.
Wenn der Zug aber nun zu lang ist...
Bei sehr langen Güterzügen kann es eine Weile dauern, bis der
Druckabfall in der HLL bis zu den letzten Wagen vorgedrungen ist. Würden
die ersten Wagen hier schon fleißig abbremsen, würden die
letzten Wagen ungebremst auflaufen – ein Grund, bei bestimmten
Zuglängen die ersten Wagen in eine niedrigere Bremsstellung umzustellen
oder deren Bremsen gleich ganz auszuschalten.
Nur so nebenbei: Kombination klotzgebremst R und P in einem Zug
Nur zur Information: bestimmte Formen von klotzgebremsten Wagen (Klotzbremse
in Stellung R) dürfen nicht mit anderen, die nur in Stellung P
laufen, zusammen in einen Zug gestellt werden - wenn doch, dürfen
alle Fahrzeuge nur in P laufen, sonst würden an den stark bremsenden
Fahrzeugen (die in R) die Räder beim Bremsen zu heiß (betrifft,
wie gesagt, nur klotzgebremste Wagen in R; bei scheibengebremsten ist
es egal). Lassen sich die Wagen nicht in eine niedrigere Bremsstellung
zurückstellen, z.B. weil sie nur R haben, ist deren Bremse ganz
auszuschalten.
Dann noch einiges zu den Bremsleitungen, der HLL und der HBL, und der
oft gestellten Frage: wo befindet sich was?
Wozu die HBL noch nötig ist und wie sie getestet wird...
Von der HBL werden neben den Mg-Bremsen auch Luftbehälter für
Nebenbetriebe der Wagen gespeist, denn die heutigen Reisezugwagen brauchen
auch unabhängig von den Bremsen Druckluft, erwähnt seien hier
nur die Türschließeinrichtungen, pneumatische Einstiegs-,
Abteil- und Übergangstüren, Vakuum-WC usw. . Beim Reisezug
sind immer beide Leitungen zu kuppeln: HLL und HBL. Die HLL dient zum
normalen Bremsen, ihre Durchgängigkeit wird bei der normalen Bremsprobe
festgestellt. Die Funktionen der HBL habe ich gerade erwähnt; ihre
Durchgängigkeit wird mit der sog. Durchgangsprüfung (vorgeschrieben
nur bei Zügen, die lt. Fahrplan in R+Mg fahren sollen) festgestellt:
man nehme am letzten Wagen (so das nicht gerade ein Fernverkehrssteuerwagen
ist, an dem gibt es speziell für die Durchgangsprüfung eine
andere Einrichtung) den Schlauch der HBL (welcher das ist? Kommt gleich)
aus der Halterung, halte ihn gut fest - und öffne den Luftabsperrhahn
(langsam!!!). Dann lasse man diesen für ca. 30 sec. offen und achte
auf das Ausströmgeräusch (ein lautstarkes Zischen), das in
dieser Zeit nicht wesentlich nachlassen darf (tut es das, ist die Leitung
höchstwahrscheinlich nicht durchgängig gekuppelt, dann kommt
nämlich kein "Nachschub" von der Lok; die Mg-Bremse würde
in diesem Fall natürlich nicht funktionieren). Anschließend
einfach Hahn wieder schließen und Schlauch einhängen. (Für
alle, die sich im Betriebsdienst auskennen oder es selbst schon beobachtet
haben: den Schlauch rausnehmen steht zwar in der Vorschrift, wird aber
in der Realität fast nie gemacht. Ich selbst und die meisten anderen
stellen einfach den Fuß auf die Halterung, damit der Schlauch sich
nicht losreißen und unkontrolliert umherschlagen kann; bei 10 bar
kann das schlimme Folgen haben; und ziehe dafür ein paar Sekunden
länger). Der Lokführer beobachtet diesen Vorgang auf dem Manometer;
es muß ein Druckabfall feststellbar sein, der dann natürlich
vom Vorratsluftbehälter bzw. dem Kompressor der Lok wieder ausgeglichen
wird. – Ein sicherer Zugbetrieb braucht jedoch nicht zwingend eine
HBL, Hauptsache, die HLL ist da und funktioniert! Bei fehlender HBL (z.B.
gibt es an Dampfloks oder historischen Fahrzeugen keine HBL) kann es
lediglich passieren, daß man langsamer fahren muß (wegen
fehlender Mg-Bremsen), vor jeder Abfahrt ein Marsch am Zug entlang ansteht,
um die Türen per Hand zu schließen, und ein paar Sachen im
Zug nicht richtig funktionieren (kann natürlich auch Türen
betreffen); manche Reisezugwagenbauarten sollten dann tunlichst nicht
mehr mit Reisenden besetzt werden – rein vom Fahren und Bremsen
her ist der Wagen aber auch bei fehlender oder beschädigter HBL
uneingeschränkt lauffähig.
Wo ist was an der Lok?
Soweit die Funktion der beiden Leitungen. Nun die Lage: steht man vor
der Lokfront, geht die Reihenfolge so: HBL - HLL - Zughaken - HLL -
HBL (also die HBL liegt immer außen, bei ausländischen Fahrzeugen
manchmal mit weißen Hähnen gekennzeichnet, in Deutschland
und der Schweiz immer zu erkennen am aufgegossenen Kreuz auf dem Kupplungskopf;
die HLL liegt immer innen). Sinn dieser vier Leitungen: ist z.B. eine
dieser Bremskupplungen auf einer Seite unbrauchbar, kann man immer
noch auf die andere Seite zurückgreifen. Manche uralten Wagen
haben (oder besser hatten) nur Bremsleitungen auf einer Seite. Waren
die der Lok auf derselben Seite, war ja alles bestens, waren die der
Lok aber auf der verkehrten Seite, gingen die Probleme los - kann man
umgehen, indem man die Fahrzeuge sozusagen "doppelt" ausrüstet
(natürlich haben die Fahrzeuge deswegen jetzt nicht zwei HLL und
HBL, sondern es handelt sich lediglich um Gabelungen der Leitungen).
Die heutigen Reisezugwagen haben alle diese "doppelte" Ausrüstung,
also genau wie die Loks vier Bremsschläuche. Das hat zudem den Vorteil,
daß man auf der einen Seite die Zugsammelschiene (dient zur Stromversorgung
der Wagen von der Lok aus, ein sehr dickes Kabel, meist etwa in derselben
Höhe wie die Bremsschläuche – Vorsicht! Nur kuppeln oder
entkuppeln, wenn die Stromzufuhr mit Sicherheit abgestellt ist, in diesem
Kabel kreiseln 1.000 V herum!) kuppeln kann, auf der anderen die Bremsleitungen,
und trotzdem nicht in allzugroße Platznot gerät. Güterwagen
(vor allem ältere Modelle) haben teilweise nur eine Leitung an jedem
Wagenende, die HLL, allerdings werden die immer seltener, die meisten
Güterwagen haben heutzutage zwei Kupplungen für die HLL an
jedem Wagenende . - Noch einigermaßen selten anzutreffen sind Güterwagen
mit HBL (nötig bei hohen Geschwindigkeiten und den damit verbundenen
Erfordernissen an die Bremsen bzw. die Bremshundertstel). – Ansonsten
kann sich in der "unteren" Ebene noch ein spezielles Wendezugsteuerkabel
befinden, allerdings nur noch bei einigen Nahverkehrswagen – die
Wendezüge im Fernverkehr werden alle über die ZWS, die Zeitmultiplexe
Wendezugsteuerung, gefahren. Die Signale für selbige werden durch
die IS-Leitung übertragen – das ist das Kabel, was in den Übergängen
und zwischen Lok und Wagen hängt und für alle elektrischen
Signale im Zug, die von Wagen zu Wagen weitergegeben werden müssen
(Türschließeinrichtung, Fernsteuerung Beleuchtung, Beschallung,
ZWS, NBÜ/ep, ...), zuständig und erforderlich ist. Meistens
sind bei Reisezügen an jedem Übergang zwei UIC-Kabelverbindungen
möglich, wenn es geht, sollte man natürlich beide kuppeln,
da fällt z.B. ein Wackelkontakt nicht so schnell ins Gewicht, als
wenn nur ein UIC-Kabel gekuppelt ist.
Schluß.
Damit sind wir am Ende unserer Einführung zum Thema "Bremse" angekommen.
Ich denke, alles Wichtige und einigermaßen Interessante angesprochen
zu haben. Allerdings geht die Entwicklung auch bei Bremsen weiter – manche
neuen Dieseltriebwagen und Elektrotriebzüge z.B. haben derart kryptische
Anschriften, daß man schon genau eingeweiht sein muß, um
sie noch zu verstehen. An solchen Fahrzeugen findet man z.B. des öfteren
den Buchstaben "C" in der Bremsbauartbezeichnung – es
handelt sich dann um ein Fahrzeug mit computergesteuerten Bremsen, die
oftmalen im Regelfall auch keine gefüllte HLL mehr besitzen. Solche "Exoten" habe
ich ganz bewußt weggelassen – der Text sollte eine Einführung
in das weite Thema der Bremsen sein, alles erschöpfend abhandeln
wird man nie können. Nicht umsonst darf nicht jeder Eisenbahner
Bremsen bedienen, prüfen (d.h. Bremsproben ausführen), Bremsberechnungen
anstellen oder gar Bremszettel ausfertigen – die spezielle Ausbildung
und Prüfung zum Bremsprobeberechtigten ("Bremsbeamten")
hat auf jeden Fall ihren Sinn, genau wie die vorgeschriebenen regelmäßigen
Fortbildungsunterrichte zu diesem Thema (wer keinen regelmäßigen
Besuch dieser Unterrichte nachweisen kann, verliert seine Berechtigung
zum "Bremsbeamten", wie es bei der Bundesbahn hieß).
Dieser Text hier kann die Ausbildung auch auf keinen Fall ersetzen – ich
bin weder auf die Bremsberechnung noch auf die Bremsproben eingegangen,
das würde schon zu weit in die Materie hineinführen. Bei Interesse
kann ich auch gerne darüber schreiben, aber das ist dann ein anderer
Beitrag – im nächsten Beitrag widmen wir uns erst einmal dem
Selbstrettungskonzept, kurz SRK.
|