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Fahrzeugtechnische Maßnahmen

Erstellt am: 27.08.2014 | Stand des Wissens: 07.03.2019
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Technische Universität Hamburg, Institut für Maritime Logistik, Prof. Dr.-Ing. C. Jahn

Eine entscheidende Rolle beim Betrieb "überlanger Güterzüge" (Gesamtzuglänge > 740 Meter) spielen die innerhalb des Zugverbandes zu beherrschenden Zuglängskräfte (Zug- und Druckkräfte während des Fahrbetriebs). Diese verursachen die sogenannte "Zuglängsdynamik", die Wagen- und Zugtrennungen oder sogar Entgleisungen in Teilen langer Züge auslösen können [MeRi99, S. 113]. Diese Kräfte werden normalerweise durch die in der Bundesrepublik Deutschland an Güterwagen üblichen Zug- und Stoßeinrichtungen "Seitenpuffer" (Druckkräfte) und "Schraubenkupplungen" (Zugkräfte) innerhalb des Zugverbandes "durchgeleitet" (Abbildung 1) [CaKa09, S. 234].
Abb. 1: Kupplungsstelle mit Schraubenkupplung und SeitenpufferAbbildung 1: Kupplungsstelle mit Schraubenkupplung und Seitenpuffer (Quelle: TU Berlin, Fachgebiet Schienenfahrwege und Bahnbetrieb)
Die für Schraubenkupplungen maximal zulässige Bruchlast von 850 Kilonewton reicht bei überlangen Güterzügen allerdings nicht mehr aus [2006/861/EG, Kap. 4.2.2.1.2.2.]. Die Bruchlast stellt eine Obergrenze für die Zuglänge bezogen auf die "Anhängelast" dar (Wagenzugmasse). Je nach der zu befahrenden Strecke und ihren Steigungen sowie der Bremsfähigkeit der Güterwagen dürfen daher nur zwischen 1.600 und 2.000 Bruttotonnen in einem Zug transportiert werden [DIN EN 15528].
In Verbindung mit den beschriebenen Zuglängskräften bei überlangen Güterzügen gilt es auch, das Problem der sogenannten "Zugstreckung" des Zugverbandes zu lösen. Dabei entspannen sich die beim Bremsvorgang zusammengeschobenen Druckfedern der Puffer nach dem Lösen der Bremsen und schieben die Wagen an den Kupplungsstellen wieder auf einen bestimmten Abstand auseinander. Diese Streckung kann einen Zugverband - entsprechend der Anzahl der Kupplungsstellen - soweit auseinanderschieben, dass er sich beispielsweise in eine bereits frei gefahrene Weiche "zurückverlängert". Die in Deutschland hierfür vorgesehene, maximal zulässige Streckschutzlänge von 10 Meter ist bei überlangen Güterzügen jedoch nicht hinreichend [Fisc12a, S. 14; DBAG10y, Abschnitt 5, Abs. 4].
Fahrzeugtechnische Lösungsansätze
Über die bereits beschriebenen, fahrzeugtechnischen Begrenzungen für den Betrieb von überlangen Zügen hinaus gibt es zudem in Europa Vorgaben für die maximal zulässige Radsatz- und Meterlast, die entsprechend den in der Norm DIN EN 15528 definierten Streckenklassen gelten. Aus diesen zwei Infrastrukturparametern ergeben sich zusätzliche Beschränkungen für die realisierbaren Zuglängen [DBAG14e, S. 22].
In Abbildung 2 wird schematisch aufgezeigt, dass sich die heute realisierbaren Zuglängen im Bereich zwischen den infrastrukturellen und fahrzeugseitigen Beschränkungen bewegen können. Je nach Beschaffenheit der transportieren Güter (schweres beziehungsweise leichtes Ladegut) entsteht innerhalb dieses Feldes eine Gerade, die die mögliche Zuglänge-Zugmasse-Kombinationen darstellt. Die Abbildung zeigt deutlich, dass die Verbesserung der Bremsfähigkeit im Kontext der Zuglängsdynamik sowie die Art und Festigkeit des Kupplungssystems entscheidend zur Steigerung der Zuglänge beiträgt.
Abb. 2: Realisierbare Zuglänge/-masse, Zusammenhang und ErweiterungsmöglichkeitenAbbildung 2: Realisierbare Zuglänge/-masse, Zusammenhang und Erweiterungsmöglichkeiten [Stuh13a, S. 15]
Um die beschriebenen Maßnahmen zur Erhöhung der Zuglänge umsetzen zu können, sind folgende Lösungsansätze hinsichtlich der Problemfelder Zuglängsdynamik und -trennung, Anhängelast und Zugstreckung denkbar:
  • Einsatz von Mittelpufferkupplungen (kurz MPK, Abbildung 3), die höhere Zug- und Druckkräfte übertragen können [ChBe99, S. 33]
  • Einsatz elektronisch gesteuerter, elektropneumatischer Bremsen bei den Güterwagen zur Beherrschung des Bremsvorgangs [Enmi00, S. 749]
  • Einsatz von mehreren, im Zugverband verteilten Lokomotiven (slave), die von der führenden Lokomotive (master) über Funk gesteuert werden (keine Änderung an Güterwagen nötig) [GeEl99, S. 294f; Voge00, S. 24].
Abb. 3: BR 189-Doppeltraktion mit MPK auf der Strecke Diersfordt  MehrhoogAbbildung 3: BR 189-Doppeltraktion mit MPK auf der Strecke Diersfordt Mehrhoog (Quelle: Deutsche Bahn AG Konzern)
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Technische Universität Hamburg, Institut für Maritime Logistik, Prof. Dr.-Ing. C. Jahn
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Lange Güterzüge: Nutzenpotenziale und Umsetzungshemmnisse (Stand des Wissens: 12.03.2019)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?436768
Literatur
[CaKa09] Cantone, Luciano, Karbstein, Robert, Negretti, Daniele, Mueller, Lars Validierung von TrainDy mit Versuchsergebnissen der Deutsche Bahn AG, veröffentlicht in Eisenbahntechnische Rundschau, Ausgabe/Auflage 5/2009, DVV Media Group GmbH, Hamburg, 2009/05, ISBN/ISSN 0013-2845
[ChBe99] Chatterjee, B., Bensch, J. Steigerung der Sicherheit im Eisenbahn-Güterverkehr bei Einsatz der vereinfachten kompakten automatischen Mittelpufferkupplung, veröffentlicht in ZEV + DET Glasers Annalen, Ausgabe/Auflage 01/1999, Georg Siemens Verlagsbuchhandlung , 1999/01
[DBAG10y] DB Netz AG (Hrsg.) Richtlinie 819.0505 - LST-Anlagen planen; Flankenschutzgrundsätze, 2010/07/15
[DBAG14e] o. A. Schienennetz-Benutzungsbedingungen der DB Netz AG (SNB 2015), Berlin, 2014/03/17
[Enmi00] Engelmann, Jens, Dipl.-Ing., Minde, Frank, Dipl.-Ing., Witte, Stefan, Dr.-Ing. Zentrale Komponenten eines Intelligenten Güterzuges, veröffentlicht in Eisenbahntechnische Rundschau, Ausgabe/Auflage 11/2000, DVV Media Group GmbH / Hamburg , 2000/11, ISBN/ISSN 0013-2845
[Fisc12a] Fischer, Ralph Projekt "Überlange Güterzüge" bei der DB Netz AG aus Sicht des EBA, veröffentlicht in Eisenbahningenieur, Ausgabe/Auflage 07/2012, DVV Media Group GmbH / Hamburg, 2012/07, ISBN/ISSN 0013-2810
[GeEl99] Gerber, Martin, Ellenberger, Walter, Ledermann, Werner, Schöning, Jürg Funkfernsteuerung für Schiebelokomotiven im Güterverkehr am Gotthard, veröffentlicht in Eisenbahn-Revue International, Ausgabe/Auflage 7-8/1999, Minirex AG / Luzern (Schweiz), 1999, ISBN/ISSN 1421-2811
[MeRi99] Meier-Credner, Wolf-Dieter, Riedel, Hans-Joachim, Witt, Thomas, Radtke, Alfons, Hauptmann, Dirk Untersuchung von längsdynamischen Vorgängen in Güterzügen mit E-Train, veröffentlicht in ZEV+DET Glasers Annalen, Ausgabe/Auflage 3/1999, Georg Siemens Verlagsbuchhandlung, Berlin, 1999/03, ISBN/ISSN 0017-0844
[Stuh13a] Stuhr, J. Untersuchung von Einsatzszenarien einer automatischen Mittelpufferkupplung, Berlin, 2013/02/26
[Voge00] Vogel, Hanspeter, Dr. Verlängerung von Güterzügen: Möglichkeiten und Grenzen, veröffentlicht in rail international - Schienen der Welt, Ausgabe/Auflage 4, Brüssel, 2000
Rechtsvorschriften
[2006/861/EG] Technische Spezifikation für Interoperabilität Teilsystem: Fahrzeuge Teilbereich: Güterwagen
[DIN EN 15528] DIN EN 15528 - Bahnanwendungen - Streckenklassen zur Bewerkstelligung der Schnittstelle zwischen Lastgrenzen der Fahrzeuge und Infrastruktur
Glossar
Traktion Unter Traktion versteht man im Schienenverkehrsbereich die kraftgetriebene Fortbewegung von Triebfahrzeugen. Bei der Art des Antriebssystems unterscheidet man heutzutage i. d. R. Triebfahrzeuge mit dieselelektrischen oder -hydraulischen bzw. rein elektrischen Aggregaten zur Kraftübertragung (auch: Diesel- bzw. Elektrotraktion).  Die Traktionsart Dampf wird hierzulande nur noch im Bereich von Museumsbahnen eingesetzt. Mehrere gekoppelte Triebfahrzeuge bilden eine sog. Mehrfachtraktion. Üblicherweise werden diese nach der Anzahl der eingesetzten Triebfahrzeuge benannt (z. B. Doppel- oder Dreifachtraktion).
Triebfahrzeug
Ein Triebfahrzeug (Tfz) ist ein einzelnes Regeleisenbahnfahrzeug mit einem eigenen Fahrzeugantrieb (Lokomotiven, Triebwagen). Eine Sonderform bilden Triebköpfe, die in einem fest gekoppelten Triebzug zusammen mit antriebslosen Mittel- und Steuerwagen betrieben werden. Lokomotiven kommen normalerweise im Verbund mit gekoppelten Reisezug- oder Güterwagen zum Einsatz. Triebwagen sowie auch Triebzüge werden als gekoppelten Einheiten gleichen Typs in sogenannten Triebwagenzügen eingesetzt. Weitere Tfz sind Kleinlokomotive und selbstfahrende Nebenfahrzeuge.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?436177

Gedruckt am Dienstag, 19. November 2019 08:49:28