Verschleißarmes Bremsen

Das Forschungsfeld verschleißarmes Bremsen befasst sich mit den Möglichkeiten, klassische, häufig verbaute Bremstypen, wie Klotz- oder Scheibenbremsen durch moderne, kostengünstige und weniger wartungsintensive Bremskonzepte zu ersetzen. Reibungsbremsen können zwar eine hohe Bremsleistung bereitstellen, bringen jedoch stets unerwünschte Nebeneffekte wie hohe Wärme- und Lärmentwicklung sowie Abrieb mit sich. Insbesondere bei Schnell- oder Gefahrenbremsungen finden Reibungsbremsen noch häufig Verwendung, da sie eine zuverlässige und robuste Rückfallebene darstellen.

Abbildung 1: Ausschnitt aus einem
Antriebsstrang

Für Betriebsbremsungen werden meist elektrodynamische Bremsen eingesetzt. Hierbei werden die Fahrmotoren eines Schienenfahrzeugs generatorisch betrieben und die Bewegungsenergie des Fahrzeugs oder Zuges in elektrische Energie umgewandelt. Diese kann in die Oberleitung zurückgespeist und so anderen Fahrzeugen zur Verfügung gestellt werden. Ist dies nicht möglich, wird sie in Bremswiderständen in Wärme umgewandelt. Vorteilhaft ist neben geringem Verschleiß, dass bereits für die Traktion vorhandene Komponenten genutzt werden können.

Abbildung 2: Querschnitt durch eine Wirbelstrombremse

Andere verschleißfreie Konzepte, wie beispielsweise die lineare Wirbelstrombremse, induzieren Ströme in die Schiene und verlangsamen das Fahrzeug durch die damit einhergehenden Magnetfelder. Diese Bremsart wirkt unabhängig vom Rad-Schiene-Kraftschluss, führt jedoch zu einer nicht unwesentlichen thermischen Belastung der Schiene. Darüber hinaus kann es zu Störeinflüssen auf elektrische Anlagen kommen.

Kern des Forschungsthemas ist es, neuartige Bremskonzepte zu erstellen, zu bewerten und an die Anforderungen unterschiedlicher Bremsvorgänge im Bahnbetrieb anzupassen. Hierbei sind technische Aspekte wie Bremsauslegung, Bremssteuerung und Energieversorgung ebenso zu berücksichtigen wie rechtliche und normative Rahmenbedingungen. Der Entwurf einer geeigneten Bremsstrategie für den parallelen Einsatz verschiedener Bremstypen bei bestimmten Fahrsituationen soll mit Blick auf gesteigerte Effizienz ebenfalls beleuchtet werden.