Bremsgewicht

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
An einer Lokomotive der Baureihe 101 angeschriebene Bremsgewichte

Das Bremsgewicht ist eine in der Einheit Tonne angegebene physikalisch inkorrekte, jedoch historisch gewachsene Größe zur Bewertung des Bremsvermögens eines Eisenbahnfahrzeugs[1] oder eines Zuges.[2]

Der anstelle von Bremsgewicht auch verwendete Begriff Bremsmasse entspricht nicht der Normierung.[3]

Abhängigkeit der Bremskraft[Bearbeiten]

von der Bremsart[Bearbeiten]

Bremsanschrift eines Intercity-Reise­zug­wagen der DB AG
Bremsanschrift eines Güterwagens mit automatischer Lastabbremsung (Kenn­zeichnung A)

In das Bremsgewicht fließen neben der zur Übertragung von Bremskraft zwischen Rad und Schiene ausnutzbaren Fahrzeugmasse (Gewicht) auch die Bremsart mit ein,[4] die von Hand an jedem Wagen umgestellt werden kann. Dabei sind folgende Bremsstellungen möglich:

  • Mit der schnell wirkenden P-Bremse werden leichte bis mittelschwere Züge gebremst. Sie ermöglicht ein Bremsverhältnis von etwa 100 %.
  • Die R-Bremse kann erheblich mehr als 100 % Bremsverhältnis aufbringen, weil ihre Wirkung im oberen Geschwindigkeitsbereich verstärkt wird.
  • Die langsam wirkende G-Bremse wird für schwere, aus nicht einheitlichem Wagenmaterial bestehenden oder für extrem lange Güterzüge verwendet. Das Bremsverhältnis der G-Bremse beträgt maximal rund 80 %.
  • Die Magnetschienenbremse (Mg-Bremse) kommt zusätzlich zur R-Bremse bei einer Schnellbremsung zum Einsatz, wobei Bremsverhältnisse bis 200 % möglich sind.[5]

Bei Fahrzeugen mit Umstelleinrichtung für die Bremsart ist für jede Bremsstellung das entsprechende Bremsgewicht am Fahrzeug angeschrieben.[6]

von der Beladung[Bearbeiten]

Die Lastabbremsung ermöglicht das Anpassen des Bremsgewichts an das effektive Wagengewicht. Um ein Überbremsen bei geringer Beladung zu verhindern, ist das Bremsgewicht eines leeren Wagens geringer als wenn er beladen ist. Je nach Bauart des Fahrzeugs wird der Lastwechsel manuell oder automatisch umgestellt.[7] Bei Wagen mit manuellem Lastwechsel ist für jede Stellung das entsprechende Bremsgewicht am Wagen angeschrieben.[6]

Wird ein Fahrzeug ohne Lastabbremsung beladen, vergrößert sich nicht nur sein Gesamtgewicht, sondern auch der Bremsweg, weil sich durch die zunehmende Last die Bremswirkung verringert.[6]

von weiteren Faktoren[Bearbeiten]

Die Größe der Bremskraft hängt ferner ab von:

Das Bremsgewicht charakterisiert lediglich die Eigenschaft einer Bremse und nicht die des Fahrzeugs. Fahrzeuge verschiedener Bauarten und Massen, die mit Bremsen gleicher Bauart ausgerüstet sind, weisen deshalb das gleiche Bremsgewicht auf.[8]

Bremsberechnung[Bearbeiten]

Für die Praxis ist es nötig, das Bremsverhalten eines aus verschiedenen Einzelwagen gebildeten Zuges zu kennen, um zu entscheiden, bis zu welcher Geschwindigkeit der Zug seinen vorgegebenen Bremsweg in Abhängigkeit der jeweiligen Streckenneigung sicher einhalten kann. Bei der Ermittlung des Bremsvermögens eines Zuges werden die Bremskräfte sämtlicher Fahrzeuge zusammengefasst.[3] Mit der Bremsberechnung[9] bestimmt man das Bremsgewicht eines Zuges, indem man die Bremsgewichte der einzelnen Fahrzeuge zusammenzählt. Um die Bremsleistungen der unterschiedlichen Züge mit ihren unterschiedlichen Lasten in einem vergleichbaren Wert auszudrücken, wird das Bremsgewicht des Zuges mit der Gesamtmasse des Zuges (Zuggewicht) verglichen. Das Ergebnis wird als Bremshundertstel oder Bremsverhältnis bezeichnet. Mit diesem Wert kann anschließend bestimmt werden, wie schnell ein Zug fahren darf, ohne dass der Bremsweg den Vorsignal­abstand überschreitet.[6]

Deutschland[Bearbeiten]

Auszug aus einer Dispoliste der ÖBB. Bei ungenügenden Bremsgewichten prüfen die Fahrdienstleiter mit Hilfe der Dispolisten, wie weit die Geschwindigkeit verringert werden muss.

Die Abstände zwischen Vor- und Hauptsignal sind in Deutschland vereinheitlicht und werden als Regelbremsweg bezeichnet.[4] Sie betragen in der Regel auf Nebenbahnen je nach Streckenhöchstgeschwindigkeit 400 oder 700 Meter, auf Hauptstrecken 1000 Meter. Die Mindestbremshundertstel legen in Deutschland fest, wie viele Bremsprozente ein Zug haben muss, um eine bestimmte Strecke mit der Streckenhöchstgeschwindigkeit fahren zu dürfen.[10]

Österreich und Schweiz[Bearbeiten]

Grundsätzlich sind in Österreich Züge so zu bilden, dass der Wagenzug für sich und die arbeitenden Triebfahrzeuge einzeln in der Lage sind, das erforderliche Bremsgewicht aufzubringen. Andernfalls wird eine neue Bremsberechnung durchgeführt, bei der die Dienst- und Bremsgewichte aller im Zug befindlichen arbeitenden Lokomotiven Berücksichtigung finden. Wird das notwendige Bremsgewicht auch dann nicht erreicht, so prüft der Fahrdienstleiter mit der Dispoliste[11], wie weit eine Herabsetzung der Höchstgeschwindigkeit erforderlich ist.[2]

Im Gegensatz zu Deutschland haben Österreich und die Schweiz keine einheitlichen Vorsignalabstände. In Österreich betragen sie zwischen 400 und 1500 Meter, wobei sie jeweils auf 100 Meter gerundet werden.[2]

Bei den Schweizer Bahnen werden mit der Bremsrechnung die Bremsreihe und die Zugreihe bestimmt. Von der Zug- und Bremsreihe hängt die Zuggeschwindigkeit ab, die mit der Streckentabelle bestimmt wird.[12]

Stillhalte- oder Festhaltebremsgewicht[Bearbeiten]

Information zum Bremsgewicht einer österreichischen Elektrolokomotive der Baureihe 1116. Das Fahrzeug hat eine Federspeicherbremse mit einem Fest­halte­bremsgewicht von 25 Tonnen.
Anschrift an einem Erstklasswagen der Rhätischen Bahn. Das Schmalspurfahrzeug hat ein BAV-Bremsgewicht von 16 t.

Das Stillhaltebremsgewicht bezeichnet in der Schweiz das notwendige Bremsgewicht zum Festhalten des Zuges im Stillstand.[12] Vor Fahrbeginn ist das hierzu erforderliche Bremsgewicht der Feststellbremse[13] zu überprüfen. Das notwendige Stillhaltebremsgewicht hängt vom Zuggewicht und von der Streckenneigung ab und ist den Fahrdienstvorschriften festgeschrieben.[14]

In Österreich wird das zur Sicherung von stillstehenden Fahrzeugen notwendige Handbremsgewicht als Festhaltebremsgewicht bezeichnet. Allerdings ist nur bei Güter- und Dienstzügen das Festhaltebremsgewicht zu kontrollieren. Die Festhaltebremshundertstel können der Streckenliste entnommen werden. Kann das Festhaltebremsgewicht nicht mithilfe der Handbremsen aufgebracht werden, dürfen die auf den Triebfahrzeugen vorhandenen Hemmschuhe herangezogen werden.[2]

Ermittlung des Bremsgewichts[Bearbeiten]

Das Bremsgewicht wird in von der UIC genormten Brems- und Auslaufversuchen ermittelt oder mittels versuchsmäßig aufgestellten Unterlagen berechnet.[8]

1936 ermittelte man anhand des damals längsten und schwersten im Betrieb vorkommenden Reisezuges mit 15 Wagen den charakteristischen Verlauf einer Bremsung. Darauf aufbauend entstanden die Normen zur Ermittlung des Bremsgewichts.[3] Für die schnell wirkende Personenzugbremse gilt als Einheitsbremswagen ein vierachsiger 50 Tonnen schwerer Drehgestell­wagen mit einer Bremszylinderfüllzeit von 4,7 Sekunden, wobei die Summe aller Bremsklotzkräfte 80 % der Fahrzeugmasse, d. h. rund 400 kN beträgt. Das ermöglicht bei einer Schnellbremsung nach dem Abstoßen bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 120 km/h beim Einheitsbremswagen einschließlich der nicht abgebremsten Lokomotive einen Bremsweg von 1000 Metern,[15] was einer mittleren Verzögerung von etwa 0,56 m/s² entspricht. Für die langsam wirkende Güterzugbremse ist als Einheitswagen ein zweiachsiger Güterwagen international festgelegt, der mit 70 % der Fahrzeugmasse gebremst wird.[8]

Die Versuche zur Ermittlung der Bremsgewichte werden auf waagrechten Strecken vorgenommen. Eine Berechnung der Bremswegs ist sehr schwierig, da er von einer Reihe schwer erfassbarer Faktoren abhängt. Eine relativ genaue Ermittlung des Bremswegs bei klotzgebremsten Fahrzeugen liefert die Mindener Formel.

BAV-Bremsgewicht[Bearbeiten]

Bei den Schmalspurbahnen[16] in der Schweiz kommt nicht das UIC-Bremsgewicht zur Anwendung, sondern ein vom Bundesamt für Verkehr (BAV) definiertes Bremsgewicht. 100 Brems­gewichts­hundertstel λ entsprechen dabei einer mittleren Verzögerung von 1 m/s2 bei einer Bremsung aus 50 km/h auf horizontaler Strecke. Die Bremsversuchsfahrten können unter diesen Bedingungen auf dem jeweiligen Bahnnetz erfolgen. Steht aus topographischen Gründen kein geeigneter Streckenabschnitt zur Verfügung, kann der gemessene Weg auf einen Bremsweg, der 0 ‰ entspricht, umgerechnet werden.[17]

Aus dem so ermittelten Bremsgewichtshundertstel λ wird das Bremsgewicht ermittelt:

\mbox{BAV-Bremsgewicht (t)} = \frac {\mbox{Leergewicht (t)} \cdot \lambda} {\mbox{100}}

Frühere Erklärung des Bremsgewichts[Bearbeiten]

Bremsanschrift an einem Schlepptender

Früher wurde das Bremsgewicht eines Fahrzeugs als derjenige Anteil des Fahrzeuggewichts definiert, der zur Übertragung von Bremskraft zwischen Rad und Schiene ausgenutzt wird.[18]

\mbox{Bremsgewicht} = \frac {\mbox{Fahrzeuggewicht}} {\mbox{Reibungskoeffizient}\ \mu}

Diese physikalisch korrekte Erklärung weicht von der Praxis des Bahnbetriebes ab. Die theoretische Voraussetzung, dass das gesamte Zuggewicht zu Beginn des Bremsvorgangs sofort in voller Höhe zur Übertragung von Bremskraft zur Verfügung steht, ist nicht gegeben, da sich die Bremskraft nicht schlagartig aufbaut.[19] Mit Rücksicht darauf wählte man einen kleineren Koeffizienten μ als der effektive Reibungskoeffizient zwischen Schiene und Rad.[18]

Bremsgewichte einiger Fahrzeuge[Bearbeiten]

Triebfahrzeug, Triebzug vmax Dienstgewicht R+EP R P G geschleppt
SBB Re 4/4 II 140 km/h 84 t 100 t 72 t 0.9 t
SBB Re 450 (S-Bahn Zürich, 1. Generation) 130 km/h 74 t 85 t 63 t 0.85 t
SBB Re 460 („Lok 2000“) 200 km/h 84 t 105 t 76 t
SBB Ae 6/6 120 km/h 120 t 120 t 90 t 90 t 0.75 t
SBB Re 6/6 140 km/h 120 t 150 t 108 t 0.9 t
SBB RABDe 500 (ICN InterCity-Neigezug) 200 km/h 359 t 751 t 631 t 408 t 408 t 1.14 t
RABe 514 (DTZ der S-Bahn-Zürich) 140 km/h 225 t 368 t 1 t
SBB RBe 4/4 125 km/h 72 t 85 t 55 t 0.76 t
SBB RBDe 560 (NPZ, Domino) 140 km/h 70 t 88 t 70 t 1 t
BLS Re 465 160 km/h 84 t 114 t 76 t
SOB RBDe 562 (SOB-Flirt) 140 km/h 74 t 93 t 74 t 1 t

[20] Weitere Beispiele liefern die Bilder auf dieser Seite.

Personenwagen vmax Leergewicht Gesamtgewicht Mg R+EP R+SB R P
ÖBB Railjet-Zwischenwagen Bmpz, ARbmpz, Ampz 230 km/h 50 t 54–56 t 119 t 87 t 81 t 59 t
ÖBB Railjet-Steuerwagen Afmpz 230 km/h 56 t 60 t 112 t 94 t 88 t 64 t
SBB EW I B (grau-blau) 140 km/h 30–32 t 33–33 t 43 t 43 t
SBB EW II A (grün) 140 km/h 29 t 32 t 43 t 43 t
SBB EW II B (grün) 140 km/h 30 t 33 t 43 t 30 t
SBB EW IV A, B, WRM 200 km/h 42–46 t 47–50 t 74 t 69 t 51 t
SBB IC Bt (EW IV) 200 km/h 48 t 53–54 t 81 t 77 t 72 t 57 t
SBB D ex SNCF 160 km/h 29 t 34 t 49 t 46 t 46 t
SBB IC2000 (Dosto) A, AD, B, Bt, BR, WRB 200 km/h 45–47 t 60 t 91 t 86 t 81 t 65 t
SBB Bpm 51 160 km/h 36 t 42 t 56 t 56 t
SBB EuroCity-Wagen Apm, Bpm 200 km/h 43 t 47 t 68 t 50 t
SBB EuroCity-Wagen Apm und Bpm Refit 200 km/h 45 t 50 t 76 t 73 t 68 t 50 t

[21][20]

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise, Anmerkungen[Bearbeiten]

  1. Institut für Verkehrsplanung und Transportsysteme: Glossar Öffentlicher Verkehr, ETH Zürich
  2. a b c d Österreichische Bundesbahnen: V3. Betriebsvorschrift. Wien, 2005. § 26
  3. a b c Frank Minde: Grundlagen der Eisenbahnbremstechnik (PDF; 144 kB). Minden (Westf.), 2007
  4. a b Jörn Pachl: Glossar der Systemtechnik des Schienenverkehrs, abgerufen am 26. Juni 2013
  5. Bundesamt für Verkehr: Fahrdienstvorschriften. Bern, 2012. R 300.14 Beilage 1 Abschnitte 6.5–6.7
  6. a b c d Jürgen Janicki, Horst Reinhard: Schienenfahrzeugtechnik. Bahn Fachverlag, 2008, ISBN 978-3-9808002-5-9.
  7. Bundesamt für Verkehr: Fahrdienstvorschriften. Bern, 2012. R 300.14 Beilage 1 Abschnitt 3.4
  8. a b c d Lexikon Eisenbahn. Transpress VEB Verlag für Verkehrswesen, Berlin, 1978
  9. in der Schweiz mit Bremsrechnung bezeichnet (Bundesamt für Verkehr: Fahrdienstvorschriften. Bern, 2012. R 300.1 Abschnitt 3.2)
  10. Jörn Pachl: Systemtechnik des Schienenverkehrs. Bahnbetrieb planen, steuern und sichern. Vieweg+Teubner, Wiesbaden 2008, ISBN 978-3-8351-0191-3
  11. Abkürzung für Dispositionsliste (Österreichische Bundesbahnen: V3. Betriebsvorschrift. Wien, 2005. Seite C)
  12. a b Bundesamt für Verkehr: Fahrdienstvorschriften. Bern, 2012. R 300.1 Abschnitt 3.2
  13. Handbrems- oder Federspeicherbremsgewicht
  14. Bundesamt für Verkehr: Fahrdienstvorschriften. Bern, 2012. R 300.5 Abschnitt 4.7.2 und Beilage 1
  15. F. Christen: Bestimmung des Bremsgewichts der mit Druckluftbremse ausgerüsteten Eisenbahnfahrzeuge. Schweizerische Bauzeitung, Band 122 (1943), Heft 4 (retro.seals.ch, PDF 1.9 MB)
  16. mit eigenem Bahnkörper
  17. Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation: Ausführungsbestimmungen zur Eisenbahnverordnung (AB-EBV), Bern, 2012, AB 49.3.a
  18. a b W. Wyssling: Mitteilungen der Schweizerischen Studienkommission für elektrischen Bahnbetrieb. Schweizerische Bauzeitung, Band 52 (1908), Heft 17 (retro.seals.ch, PDF 4.4 MB)
  19. Jörn Pachl: Lehrbuch Systemtechnik des Schienenverkehrs. Ergänzende Hinweise zu den einzelnen Kapiteln, abgerufen am 26. Juni 2013
  20. a b Lilian Meier: Fahrdienst. Zusammenfassung für Zugpersonal aus Fahrdienstvorschriften, Betriebsvorschriften, Ausführungsbestimmungen, R174.1 und Arbeitsanweisungen. Alterswilen, 2011
  21. Unfalluntersuchungsstelle des Bundes: Zugtrennung Z 568 (Railjet) am 6. Oktober 2010. Wien, 2011