Druckluftbremse

von G. Schindler

Wie allgemein bekannt ist, lässt sich ein Eisenbahnfahrzeug aufgrund seines geringen Rollwiederstandes –Stahlrad auf Stahlschiene- leicht ins Rollen zu bringen. Die Frage ist aber, wie bringe ich einen Eisenbahnzug sicher zum Stehen?

Bevor die Druckluftbremse zur Verfügung stand, wurden die Züge von Hand gebremst. Die einzelnen Wagen waren mit einem Bremser besetzt, welcher eine Handbremse bediente. Auf entsprechende Pfeifsignale des Lokomotivführers mussten die Bremsen angezogen oder gelöst werden. Die Tätigkeit der Bremser war außerordentlich belastend, da der spezielle Sitz lange Zeit völlig ungeschützt war. Nicht selten erfroren Bremser im Winter bei ihrer Arbeit. Erst später boten die so genannten Bremserhäuschen einen gewissen Schutz gegen Witterungseinflüsse.

In der „Eisenbahnbau.- und Betriebsordnung“ (EBO) steht sinngemäß:

"Züge, die schneller als 50 km/ fahren sollen, müssen mit einer durchgehenden und selbsttätigen Bremse ausgerüstet sein."

Diese Forderung hat einen rechtsverbindlichen Charakter. Wie erreicht man dieses nun? Klären wir zunächst einmal die Begriffe.

"Durchgehend"  damit ist nichts anderes gemeint, als dass das Bremssystem, durch den gesamten Zug gehen muss, alle Fahrzeuge im Zug müssen an dieses System angeschlossen sein. Dieses System besteht aus einer Druckluftleitung, wir nennen diese die "Hauptluftleitung" (HLL) Sie muss den gesamten Zug umfassen, bis zum letzten Wagen.

Mit "selbsttätig" ist gemeint, dass bei jeder Druckabsenkung in der Hauptluftleitung alle Fahrzeuge im Zuge von selbst zum Stehen gebracht werden. Bei Zwischenfällen wie z.B. einer Zugtrennung (Abriss von Fahrzeugen) dem Platzen eines Luftschlauches oder dem Ziehen einer Notbremse bremst der gesamte Zug selbsttätig und das sehr schnell.

Heutzutage hat jedes Eisenbahnfahrzeug eine Druckluftbremse. Früher war das anders, da gab es hauptsächlich bei Güterwagen auch reine Leitungswagen, die zwar eine Hauptluftleitung, aber keinerlei Druckluftbremseinrichtungen hatten.

Die Druckluftbremse besteht im Wesentlichen aus dem Vorratsluftbehälter (früher Hilfsluftbehälter) dem Steuerventil, dem Bremszylinder und dem Bremsgestänge, über welches die Bremskräfte auf die Räder übertragen werden. Bei gelösten Bremsen werden die Bremsklötze meist über eine Feder von den Rädern bzw. den Bremsscheiben ferngehalten.

Die Bremse ist gelöst (inaktiv), wenn alle Hilfsluftbehälter gefüllt sind und in der Hauptluftleitung der Regelbetriebsdruck herrscht.

Die Bremsanlage ist so dimensioniert, dass bei einer Absenkung des Druckes der Hauptluftleitung auf etwa 3,5 bar (Vollbremsung) und bei einer vollständig entleerten Hauptluftleitung (0 bar bei einer Schnell-, Not- oder Zwangsbremsung) in den Bremszylindern ein Druck von maximal 3,8 bar ansteht.

Das Steuerventil reagiert auf die Druckveränderungen in der Hauptluftleitung indem es bei Druckabsenkung Druckluft aus dem Vorratsluftbehälter in die Bremszylinder leitet und bei Druckanstieg die Bremszylinder entlüftet.

In der Lok befindet sich ein Kompressor (bei der Dampflok eine Kolbenluftpumpe). Dieser füllt den Hauptluftbehälter in der Lok auf 8 bis 10 bar (je nach Loktyp) auf. Über den Leitungsdruckreger (früher Schnelldruckregeler) wird nun in der Hauptluftleitung ein Druck aufgebaut. Der Regeldruck liegt bei 5 bar. Sind diese 5 bar erreicht, sind alle Bremsen im Zug gelöst.

Das prinzipielle Steuerelement für die Bremsanlage ist das „Führerbremsventil" auf dem Triebfahrzeug bzw. der Lokomotive und wird vom Triebfahrzeugführer bedient.

Lässt man nun Druck aus der HLL entweichen (i.d.R. macht das der Triebfahrzeugführer kontrolliert über das Führerbremsventil), reagieren die Steuerventile. Je nachdem, wie viel 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 aus der Hauptluftleitung abgelassen wird, 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.

Moderne Züge haben heute Bremswege von mehreren hundert Metern – der Regelbremsweg auf den Hauptstrecken der Deutschen Bahn AG ist 1000 m lang und reicht für Geschwindigkeiten bis 160 km/h. Ein mit 300 km/h durch´s Land brausender ICE benötigt zum Anhalten aus voller Geschwindigkeit bis zu 3000 m Bremsweg und kann deswegen diese hohe Geschwindigkeit nur auf besonders ausgerüsteten Strecken fahren.

 Hier ein paar Stichworte zur Bremse an Eisenbahnfahrzeugen mitsamt Erläuterungen:

Betriebsbremsung: (Regelfall) Reduzierung des Drucks in der Hauptluftleitung um 0,4 bis maximal 1,5 bar.

Bremsabsperrhahn: Hebel, mit dem eine schadhafte Bremse eines Fahrzeugs ausgeschaltet werden kann.

Bremsartwechsel: Bedieneinrichtung, um zwischen den einzelnen Bremsarten (G, P, R, R+Mg) umzuschalten - in der Regel am Langträger angebracht.

Bremsecke: Kennzeichnung der Bremsbauart durch Markierung an der Ecke eines Güterwagens, gebräuchlich bis in die Epoche IV

Bremskupplung: Luftschläuche mit Kupplungsköpfen an der Pufferbohle von Eisenbahnfahrzeugen, dienen zum Verbinden der Hauptluftleitung von Fahrzeug zum nächsten Fahrzeug

Bremsventil oder Steuerventil: Ventil im Fahrzeug, welches in Abhängigkeit vom Druck der Luft in der Hauptluftleitung die Bremse des Fahrzeugs steuert.

Bremszylinder: Zylinder mit innen liegenden Kolben, welcher mit Druckluft beaufschlagt werden kann. Die Bewegung des Kolbens mit mechanisch über ein Gestänge an die Reibelemente der Bremse übertragen, welche damit gegen die Räder gedrückt werden.

direkte Bremse: Bremse, deren Bremswirkung durch Erhöhung des Luftdrucks in einer Luftleitung erreicht wird. Nur in Triebfahrzeugen eingebaut.

durchgehende Bremse: Die Bremse und deren Einrichtungen reichen von der Zugspitze bis zum Zugschluss

einlösige Bremse: Bremse, die nach geringer Erhöhung des Drucks in der Hauptluftleitung sofort komplett löst, also keine stufenweise Reduzierung der Bremswirkung ermöglicht.

Führerbremsventil: Über dieses Ventil bedient der Triebfahrzeugführer die Bremse des Zuges.

Handbremse / Feststellbremse: Mit der Handbremse werden die Fahrzeugbremsen mit Muskelkraft von Hand betätigt werden. Bei Schienenfahrzeugen war die Mechanische Bremse ursprünglich als Handbremse ausgelegt. Im Bahnbetrieb wird die meist handbetätigte Feststellbremse fälschlicher Weise als Handbremse bezeichnet. Eine Feststellbremse ist eine Bremse, die die Räder eines Fahrzeuges dauerhaft blockiert. Mit ihr kann das Fahrzeug abgestellt werden, ohne dass es ungewollt davon rollt.

Hauptluftleitung: durchgehende Luftleitung, sie beginnt am Führerbremsventil an der Spitze des Zuges und reicht bis zum letzten Wagen des Zuges.

indirekte Bremse: Bremse in Waggons, deren Bremswirkung einsetzt, wenn der Luftdruck in der Hauptluftleitung abgesenkt wird. Die Bremsung tritt selbsttätig bspw. bei Trennung der Hauptluftleitung ein.

Klotzbremse: Radbremse, bei der Reibelemente („Bremsklötze“) mechanisch an die Räder gedrückt werden und so das Rad abbremsen.

Lastwechsel: Bedieneinrichtung, um die Bremskraft den Lastverhältnissen des Wagens (leer, beladen) anzupassen. Am Lastwechsel ist ein

Leitungswagen: Güterwagen, der keine eigene Bremse hat, aber mit einer durchgehenden Hauptluftleitung samt Bremskupplungen versehen ist. Dieser Wagen wird im Zug nur durch die benachbarten Wagen gebremst und darf nur im Schadenfall am Ende eines Zuges eingestellt werden!

Magnetschienenbremse: Eine Schienenbremse, bei der spezielle Reibelemente auf die Schiene abgesenkt werden und deren Reibwirkung magnetisch vergrößert wird.

mehrlösige Bremse: Bremse, die proportional zur Druckerhöhung in der Hauptluftleitung löst, also stufenweise gelöst werden kann und somit eine stufenweise Reduzierung der Bremskraft ermöglicht.

Notbremsung: Entlüftung der Hauptluftleitung und Bremsung bis zum Stillstand, ausgelöst durch Betätigung der Notbremse.

Radbremse: Eine Bremse, die direkt auf die Räder wirkt.

Scheibenbremse: Radbremse, bei der spezielle Reibelemente mechanisch auf eine besondere Bremsscheibe die auf der Radsatzwelle angebracht ist, gedrückt werden und die Radsatzwelle und damit die zugehörigen Räder abbremsen.

Schienenbremse: Eine Bremse, die direkt auf die Schiene wirkt. Die Bremskraft, die über den mechanischen Kontakt zwischen Rad und Schiene erzielt wird, reicht oft nicht aus. Zur Unterstützung werden elektromagnetische Schienenbremsen in die Fahrzeuge eingebaut. Ihre Bremswirkung aber auch ihr Verschleiß ist so hoch das sie als Betriebsbremse nicht zum Einsatz kommt. Sie wird bei Schnell- und Notbremsungen automatisch zusätzlich zur normalen Betriebsbremse betätigt

Schnellbremsung: Entlüftung der Hauptluftleitung und Bremsung bis zum Stillstand, ausgelöst durch den Triebfahrzeugführer. (Größte Bremskraft in kürzester Zeit) Direkte Entleerung der Hauptleitung. Bremswirkung gleich wie Vollbremsung, aber in kürzerer Zeit. Bei Gefahr anwenden.

selbsttätige Bremse: Die Bremse legt bei Zugtrennungen und gewissen technischen Störungen (bspw. Luftverlust) selbsttätig an

Triebwerksbremsen: Bremsen von Triebfahrzeugen, die verschleißfrei über den Antrieb des Triebfahrzeugs wirken, dazu zählen elektrische Widerstandsbremsen (elektrische Triebfahrzeuge), dynamische Bremsen (dieselgetriebene Triebfahrzeuge) oder Gegendruckbremsen (Dampflokomotiven)

Umstellgewicht  wenn das Gesamtgewicht des Wagens das angegebene Umstellgewicht überschreitet, muss der Lastwechsel von „Leer“ auf „Beladen“ umgestellt werden.

Vollbremsung: Reduzierung des Drucks in der Hauptluftleitung um 1,5 bar (auf 3,5 bar) größte Bremskraft. Weitere Absenkung führt nicht mehr zu größerer Bremskraft.

Vorratsluftbehälter: Luftbehälter im Fahrzeug, in dem Luft aus der Hauptluftleitung gesammelt wird. Diese Luft wird zum Bremsen des Fahrzeugs durch das Steuerventil in den Bremszylinder geleitet.

Wirbelstrombremse: Eine Schienenbremse, bei der Magnete berührungsfrei über der Schiene hängen und zum Bremsen ein Magnetfeld erzeugt wird, welches die Schiene durchdringt und induktiv das Fahrzeug verzögert.

Zusatzbremse Die direkte Bremse auf Triebfahrzeugen dient nur zur Abbremsung der Lok, speziell beim Rangieren. Sie ist nicht durchgehend (wirkt nur auf das Tfz), ist nicht selbsttätig (wirkt nur nach Betätigung des Zusatzbremsventiles) und ist direkt wirkend. Bei modernen Fahrzeugen trifft das jedoch nicht zu, da die Druckluft erst über den Druckübersetzer zum Bremszylinder gelangt. Es wird also wie bei der indirekten Bremse nur eine Vorsteuerluft zu den Druckübersetzern gebracht, die diese wiederum steuert.

Zwangsbremsung: Entlüftung der Hauptluftleitung und Bremsung bis zum Stillstand, ausgelöst durch technische Überwachungseinrichtungen des Triebfahrzeugs (Sicherheitsfahrschaltung Sifa, punktförmige Zugbeeinflussung INDUSI, linenförmige Zugbeeinflussung LZB).