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Bremse (Eisenbahn)


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Bremsen bei der Eisenbahn und bei Bahnen allgemein haben grob betrachtet ähnliche Wirkprinzipien die gemeinhin bekannten Bremsenarten sind aber systematisch anders aufgebaut. Die für den heutigen Betrieb führen zu anderen Systemen .

Inhaltsverzeichnis

Erste Entwicklungen

In der allerersten Frühzeit wurde an Lokomotiven nur der Tender und an den noch mit Hebeln die auf hölzerne Bremsklötze gebremst. In der späteren Frühzeit der Eisenbahn wie bei Straßenfahrzeugen mit Kurbeltrieben und Bremsklötzen gebremst. Bereits damals wurde nicht nur der Lokomotive sondern auch an mehreren oder auch Wagen eines Zuges durch Bremser von Hand nach Pfeifsignalen Lok gebremst. Die Wagen mit Bremse erkannte damals an den hochgesetzten Bremserhäuschen an einem

Bald entwickelte man auf Bergbahnen eine Bei dieser wird durch einen Unterdruck in durchgehenden Saugleitung die mit Federn vorgespannte Bremse Durch Unterdruckänderung in der Bremse konnte die reguliert werden. Bei einer Zugtrennung sprachen beide automatisch an. Der größte Nachteil der die Verwendung verhinderte waren die großen Saugzylinder in Wagen und der hohe Dampfverbrauch der Injektorvakuumpumpe.

Einige Bahnen vor allem kleine Bahnen Schmalspurbahnen verwenden diese Vakuumbremse immer noch so die Rhätische Bahn (RhB) in der Schweiz.

Heutige Betriebserfordernisse

Insbesondere sind bei Eisenbahn-Bremsen für den Betrieb folgende Anforderungen zu erfüllen:
  • Kompatibilität mit den Bremssystemen anderer Bahnen
  • Verteilung der Bremskraft auf den ganzen
  • Bremskraftregulierung nach Zuggewicht
  • hohe und kontiniuierlich verfügbare Bremsleistung
  • Auslösung der Bremse von jeder Stelle Zuges
  • automatische Bremsung bei Zugtrennungen oder Ausfall Bremse.

Eine Besonderheit von Eisenbahnzügen ist daß am Ende eines langen Zuges eine genau Bremskraft erforderlich ist um eine Stauchung oder Zerreissen eines längeren Zuges zu vermeiden. So etwa Schiebe- Lokomotiven nicht stärker bremsen als dies die der vorauslaufenden Wagen tun kann.

Druckluftbremse Technischer Aufbau

Die erste Bremse die diesen Anforderungen war die 1875 erfundene Westinghouse -Luftdruckbremse. Diese Bremse befindet sich nicht nur der Lokomotive sondern an allen Wagen eines Sowohl die Bremsenergie-Lieferung als auch die Steuerung hier über die Druckluftleitung die von Wagen zu Wagen durchgekuppelt Mit der Druckluft werden Kolben in Zylindern die ihrerseits die Bremsklötze gegen die Radlaufflächen und deren Bewegung bremsen.

Sicherheitstechnisch wichtigste Aufgabe des Bremssystems ist Abbremsung beider Zugteile nach einer ungewollten Zugtrennung. müssen in allen Zugabschnitten die zur Abbremsung Energien gespeichert sein. Heute werden bei allen Bahnen Druckluftbremsen mit einer durchgehenden Hauptluftleitung (HLL)
Diese Hauptluftleitung versorgt den ganzen Zug 5 bar Druckluft. Sie dient gleichzeitig als und als Signalweg. Jeder Wagen hat zusätzlich Hilfsluftbehälter der ständig über ein Steuerventil von HLL nachgefüllt wird. Ist der Behälter voll die HLL steht unter 5 bar Druck ist die Bremse gelöst.
Zum Bremsen senkt der Lokführer über sein Führerbremsventil den Druck in HLL ab. Dadurch steuern die Steuerventile um leiten die Druckdifferenz zwischen 5 bar und jetzt anstehenden Druck der HLL aus den in die Bremszylinder um. Die Reserveluftbehälter sind dimensioniert dass bei 0 bar in der 3 5 Bar in den Bremszylindern anliegen. Kolben der Bremszylinder drückt dadurch die Bremsklötze die Räder. Diese Bremse wird im Normalbetrieb einem Führerbremsventil auf dem Triebfahrzeug betätigt. Sie spricht auch bei ungewollten in der HLL an zum Beispiel einen Luftschlauch aber auch bei gewollten Druckverlusten zum durch ein von einem Reisenden betätigtes Notbremsventil .

einlösige Bremse

In den ersten Entwicklungen der Druckluftbremse man den Zug stufenweise abbremsen aber bei nur geringfügigen Druckerhöhung zum Lösen löste die jedoch vollständig aus. Damit kann man eine Bremse an einer Gefällestrecke erschöpfen indem man zwei oder dreimal auslöst ohne die Bremse voll mit Druckluft aufzufüllen.

mehrlösige Bremse

Um das Erschöpfen der Bremse zu entwickelte man mehrlösige Bremsen. Dies führte in 1918 zur Einführung der Kunze- Knorr -Güterzugbremse die später variiert auch für Personenzüge wurde.

Die Hildebrand-Knorr-Bremse ist eine Weiterentwicklung. Mit kann man stufenweise Bremsen und Lösen. Beim füllt das Steuerventil den Reserveluftbehälter sogleich wieder

Hochabbremsung

Die Hochabbremsung ist eine Erweiterung der für höhere Geschwindigkeiten. Die Kennline einer Reibungsbremse bei höheren Gleitgeschwindigkeiten der Reibelemente ab. Um zu kompensieren wurde die geschwindigkeitsabhängige Abbremsung eingeführt. regelt ein Achslagerbremsdruckregler mit einem Druckübersetzer den Bremsdruck. Für einen höheren Bremsdruck ist natürlich Druckversorgung mit mehr Druck notwendig. Deshalb wird diesen Zügen die Hauptbehälterleitung mitgekuppelt die den mit 10 Bar Druckluft versorgt. Um rückwärtskompatibel ausfallsicher zu bleiben arbeitet die Bremse genauso eine mehrlösige Bremse. Nur zwischen den Bremszylindern dem Steuerventil ist der Druckübersetzer zwischengeschaltet. Bei über 80 km/h erhöht der Druckübersetzer den auf maximal 6 bar und ab 120 auf 8 bar. Sinkt die vom Achslagerbremsdruckregler Geschwindigkeit wird der Druck automatisch dem neuen angepasst. Die Druckluft dafür wird der Hauptluftbehälterleitung

Gleitschutzregler

Durch den niedrigen Haftwiderstandsbeiwert von Stahl Stahl können Eisenbahnräder leicht blockieren. Dadurch bekommt das stillstehende Rad bedingt durch die Gleitreibung der Schiene eine Flachstelle die die Laufruhe Um diese Schäden zu minimieren wurden zunächst als Gleitschutz verwendet. Zwei federbelastete Fliehgewichte drehen mit der Achse und halten das Gleitschutzventil Kommt es zu einer abrupten Drehzahländerung werden Gewichte ausgelenkt und lösen die Bremse der Beschleunigt sich die Achse wieder so schließen Fliehgewichte das Ventil wieder zur fortgesetzten Bremsung. elektronische Gleitschutzrechner ermitteln die Achsdrehzahl durch magnetische und vergleichen sie mit einer virtuellen Fahrzeuggeschwindigkeit. es zum Gleiten der Achse so wird Bremsdruck erst gehalten und dann schrittweise gesenkt die Achse sich wieder dreht. Anschließend wird geforderte Bremsdruck wieder aufgebaut.

Schnellbremsbeschleuniger

Bremsen bei hohen Geschwindigkeiten ist eine Wer schneller anfängt zu Bremsen kann mit Bremskraft eher zum Stehen kommen. Die Geschwindigkeit der sich eine Druckwelle in einem Rohr fortbewegt ist mit maximal 290 m/s² langsam. Damit die Züge gleichmäßig bremsen wurde Reaktionsgeschwindikteit der langen Züge künstlich gebremst. Für ist das natürlich nicht machbar. Um die zu beschleunigen werden Ventile eingebaut die einen in der Hauptluftleitung registrieren und unterstützen.

Scheibenbremse

Die Scheibenbremse weist eine auf der Achse des befestigte mitlaufende Metallscheibe auf. Mit Druckluft werden diese Scheibe beiderseits Bremsbacken angedrückt die großflächig die Scheibe einwirken. Die Bremsscheiben bestehen meist zwei durch Stege verbundene Scheiben damit zwischen beiden Scheiben Luft zur Wärmeabführung durchstreichen kann.

elektropneumatische Bremse (ep-Bremse)

Die elektropneumatische Bremse (besser elektropneumatische Bremssteuerung) eine Überlagerung der Bremssteuerung über die Druckluftleitung die zusätzliche jedoch abschaltbare Steuerung der Bremsventile elektronische Signale. Mit der elektropneumatischen Bremssteuerung fällt Nachteil der niedrigen Durchschlagsgeschwindigkeit der Luftdruckbremse weg. ermöglicht sie dem Lokführer im Zweifelsfall eine Notbremse zu überbrücken (sogenannte Notbremsüberbrückung NBÜ) um Zug an einem günstigen Ort zum Stillstand bringen.

Bei einigen nicht UIC Konformen Bauarten die elektropneumatische Bremse sogar ohne die Wirkung Hauptluftleitung betrieben. Die HLL wird überhaupt nur Abschleppfall zugeschaltet. Sämtliche Bremssteuerungen laufen über Bremsrechner elektropneumatische Umsetzer. Bei dieser Bauweise können elektrische mit pneumatischen Bremsen zeitgleich arbeiten und auch Gleiten der Achsen noch zusammen agieren.

Elektromagnetische und elektrische Bremsen

Magnetschienenbremse

Eine Magnetschienenbremse hat einen eisernen Schleifschuh durch Elektromagnete an die Schiene gezogen wird. Dabei zwei bremswirksame Kräfte auf. Die Hauptkomponente ist Reibungskraft durch die Anpressung der Schleifschuhe an Schiene. Als kleinere Komponente tritt eine Kraft Wirbelstrominduktion in der Schiene auf die der entgegenwirkt. Da die Reibungskräfte mit steigender Gleitgeschwindigkeit und Wirbelstromkräfte zunehmen wirkt die Bremse im zu einer Bremse mit metallenen Bremsklötzen im Bereich relativ linear. Bei Fernverkehrszügen wird sie unterhalb einer Geschwindigkeit von 50 km/h ausgeschaltet sie hier eine zu hohe Bremskraft entwickeln In Deutschland ist sie Voraussetzung um bei oberhalb von 140 km/h noch den Bremsweg 1000 m (Vorsignalbastand) einhalten zu können.

Wirbelstrombremse

Die Wirbelstrombremse ist eine Neuentwicklung für ICE -3 -Züge. Im Gegensatz zur Magnetschienenbremse wird das Magnetfeld längs und nicht quer zur erzeugt. Der eiserne Kern des Elektrommagneten setzt auf sondern wird durch Anbindung an die 7 mm oberhalb der Schiene gehalten. Die erzeugt Wirbelströme in der Schiene die der entgegenwirken. Problematisch ist dabei der Skineffekt der durch die hohen Frequenzen den an die Außenränder des Schienenquerschnitts zwingt. Das in der Entwicklungszeit zum Ausglühen der Schienenoberfläche haben. Bei der Wirbelstrombremse wird die abzuführende in den Schienen in Wärme umgwandelt.
  

Gegentriebs- und Motorbremsen

Riggenbach -Gegendruck-Bremse

In den Zeiten der Dampflok wurde allem bei Bergbahnen gelegentlich die bergab leer Kolbendampfmaschine mit gedrosselten Zylinder-Schließventilen als Bremse eingesetzt.

Elektromotorische Bremsen

Zum motorischen Bremsen an elektrischen Triebfahrzeugen der Elektromotor in den Generatorbetrieb umgeschaltet. Die dabei erzeugte „Abfallenergie“ wurde in Akkumulatoren für Hilfsbetriebe gesammelt oder in „vernichtet“ bzw. in Wärme umgesetzt. Elektrische Lokomotiven zur Wärmeableitung extra über voluminöse „Bremslüfter“. Bei wird der „Bremsstrom“ in die Heizkörper in Personenabteilen geleitet.
Die Bremsstromrückspeisung von elektrischen Neubaufahrzeugen der Bahn und anderer Bahnen beruht auf den der Traktionsstromrichter. Die Bremsenergie wird wieder hochtransformiert in die elektrische Fahrleitung zurückgespeist.

Noch weiter geht die Entwicklung beim von Alsthom/LHB. Dieser Zug speist in der die Bremsenergie in einen Schwungradspeicher ein. Zur wird die Energie aus dem Speicher wieder

Weblinks: http://www.bremsenbude.de/



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