Frage von MarklinHD, 87

Wieso ist Sandstreuung beim Zug sinnvoll aus der Physikalischen Sicht?

Wieso bringt die Sandstreuung eines Zuges bei schlechtem Wetter? Wieso hat ein Zug dann mehr Grip?

Müssten die Sandkörner nicht den Grip verschlechtern? Da durch den Sand ja weniger Fläche vom Rad auf das Gleis kommt.

Würde mich über eine ausführliche Antwort freuen! :) | Lg. Victor |

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von JTKirk2000, 43

Metall auf Metall, also Zugrad auf Schienengleis, hat einen ziemlich schlechten Reibungswert (sowohl was Roll-, als auch was Haftreibung betrifft). Schon unter normalen Bedingungen braucht ein Zug, um aus einer üblichen Höchstgeschwindigkeit von etwa 140-160 km/h abzubremsen, etwa einen Kilometer, ein Auto braucht dafür aus 160 km/h als Faustregel eher um die 250 Meter.

Bei einer Notbremsung oder bei vereisten Gleisen wird Sand gestreut, um die Reibung zwischen Zugrädern und Schienen zu erhöhen, und dadurch indem die Oberfläche der Schienen dadurch rauer wird, den Bremsweg maßgeblich zu verkürzen. Dadurch wird man zwar noch immer nicht einen so kurzem Bremsweg erreichen, wie ein PKW auf einer asphaltierten Straße mit derselben Geschwindigkeit, aber der Bremsweg ist trotzdem schon entschieden kürzer, als wenn Metall auf Metall oder Metall auf Eis bremst.

Auch ein Auto hat auf der Straße ziemliche Schwierigkeiten, wenn es darum geht, auf Eis zu bremsen. Auch in einem solchen Falle wird gestreut, um die Haftung zumindest in einem geringen Ausmaß wiederherzustellen. Trotzdem ist auch dann eine erhöhte Vorsicht geboten.

Kommentar von MarklinHD ,

Vielen dank für deine ausführliche Antwort! :)

Kommentar von JTKirk2000 ,

Gern geschehen. :)

Kommentar von Jackie251 ,

Naja Züge verwenden auch zusätzlich reibfreie Bremse. Die große Unterschied in den Anhaltewegen ist nur gering technisch oder gar Reibkraft bedingt.
Der große Unterschied ist, dass der Straßenverkehr auf Sicht stattfindet - der Schienenverkehr aber auf Signal und das mit einer klaren Spurkontrolle. Folglich muss man im Straßenverkehr deutlich schneller reagieren können, weil sich die Frage ob die Straße frei ist kurzfristig ändern kann.
Auch sind die Fahrgäste in PKWs angeschnallt, in Zügen gibt es sogar Stehplätze. In Zügen ist eine stärkere Bremse technisch möglich, aber praktisch unnötig.

Kommentar von JTKirk2000 ,

Vielen Dank für das Sternchen. :)

Antwort
von LacKky, 51

Sand wird vorwiegend bei vereisten Schienen eingesetzt. Die Sandkörner drücken sich aufgrund ihrer kleinen Größe in das Eis, sodass der Zug noch ein bisschen halt hat. Weil auf Eis, würde er ja noch stärker rutschen. Außerdem zerdrückt das Gewicht des Zuges die Körner in feinen Staub, der sich quasi dann nochmal mehr verteilen kann. PS: Das Eis darfst du dir jetzt nicht als dicken Belag vorsetllen, sondern das ist nur eine mikroskopisch kleine Schicht. Der Großteil wird auch hier durch das Gewicht des Zuges weggesprengt.

Kommentar von MarklinHD ,

Danke für deine ausführliche Antwort! :)

Kommentar von LacKky ,

Gerne ^^

Kommentar von Roger1999 ,

Das stimmt so nicht, Bei vereisten Schienen gibt es nur wenig Probleme, weil die Räder das Eis zerbrechen. Das eigentliche Problem ist Schmierfilmbildung, speziell bei Nieselregen und im Herbst, wenn Laub auf den Schienen zerquetscht wird.

Außerdem ist Bremssand kein gewöhnlicher Sand, sondern ein Quarzsand, der von den Rädern zermahlen wird und dabei winzige Kristalle bildet, die sich in die Laufflächen der Räder drücken und dadurch den Reibwert erhöhen.

Antwort
von Jackie251, 14

Hast du schonmal Sandpapier verwendet?
Ist es leichter etwas über Sandpapier zu schieben?

Abgesehen davon ist die Reibkraft nicht von der Aufstandsfläche abhängig (in der theoretischen Physik).

Antwort
von klugshicer, 35

Irgendwo habe ich mal gelesen, dass das sanden nicht mehr Zeitgemäß wäre weil es die elektrische Leitfähigkeit verschlechtert und irgendwelche Steuerungen negativ beeinflusst werden.

Kommentar von JTKirk2000 ,

In dem Moment, wo Sand im Schienenverkehr verwendet wird, ist der elektrische Kontakt nicht so wichtig, wie die Verkürzung des Bremsweges. Außerdem sorgt der Druck zwischen Rädern und Schienen dafür, dass, wenn der Zug über den gestreuten Sand gefahren ist, dass der Sand auf den Gleisen in Bezug auf die Möglichkeit des elektrischen Kontakts, gelinde ausgedrückt, vernachlässigbar ist.

Kommentar von krassimir111 ,

Bei niedrigen Geschwindigkeiten ist es verboten. Ansonsten wird es durchaus noch gemacht.

Die Störung in der Steuerung ist die Gleisfreimeldung. Man hat in einem Gleisabschnitt einen permanenten Stromkreis (ca 3-5V) durch die Schiene. Wird dieser durch die Fahrzeugachse kurzgeschlossen fällt im Stellwerk ein Relais ab und die Anlage weiss dass das Gleis besetzt ist. Fährt das Fahrzeug nun zu langsam und "sandet" kann es sein dass der elektrische Kontakt zwischen Schiene und Fahrzeug gestört wird. Dadurch fällt das Relais nicht ab und der Zug verschwindet quasi für die technische Überwachung. Heisst Betriebsgefahr!

Kommentar von JTKirk2000 ,

Sorry, aber ich bin Sipo und gerade gestern hatten wir über Achszähler gesprochen. Denen ist Sand echt egal, da sie mit Hilfe von Induktion und den veränderten Magnetfeldern, wenn eine Eisenachse diesen überquert, arbeiten. Ein elektrischer Kontakt zwischen Rad und Achszähler oder Schiene und Achszähler ist also nicht erforderlich. Lediglich von der Rechnereinheit nahe dem Achszähler gibt es ein Erdungskabel zum entsprechenden Gleis, aber das war es auch schon, nur dient dieses nicht dazu, festzustellen, ob sich im entsprechenden Abschnitt ein Zug befindet.

Als Sipo muss ich dahingehend kein Fachmann sein, aber ich habe einen Mund zum fragen und den habe ich auch gestern zu diesem Thema genutzt.

Antwort
von JackBl, 19

Hättest Du in Physik besser aufgepasst, würdest Du wissen, dass die Größe der Auflagefläche nichts mit der Reibungskraft zu tun hat.

Es ist der Reibungskoeffizient, der bestimmt, wieviel Kraft benötigt wird, um zwei Gegenstände aufeinander zu schleifen.

Der Sand wird übrigens nur bei einer Bremsung und vielleicht als Anfahrhilfe am Berg benutzt und nicht für normales Kurvenfahren.

Antwort
von AntwortMarkus, 33

Deiner Logik folgend, sollte man immer mit abgefahrenen Reifen ohne Profil Auto fahren da dann der Kontakt zur Straße besser ist. 

Kommentar von MarklinHD ,

Nein, da die Straße ja nicht aus Gummi ist. 

Kommentar von AntwortMarkus ,

Sand erhöht die Reibung.  Eisen auf Eisen bremst denkbar schlecht.  

Überhaupt ist die Eisenbahn Technik aus dem vorletzten Jahrhundert und kaum zukunftsfähig.

Zwei rostige Schienenstränge mit eingebauter Vorfahrt.

Kommentar von Rumpelstilzchen1 ,

ist das nicht von Horst Lüning!? Oder hat er das auch nur geklaut ?

Kommentar von JTKirk2000 ,

Überhaupt ist die Eisenbahn Technik aus dem vorletzten Jahrhundert und kaum zukunftsfähig.

Das Grundprinzip mag aus dem vorletzten Jahrhundert sein, aber die Technik, die dabei verwendet wird, stammt teils aus dem vorletzten (Eisenräder und Eisenschienen), teils aus dem letzten Jahrhundert (Grundprinzipien der diversen in den Fahrzeugen verwendeten Technologien wie Antriebe, Generatoren, Bremsen, Steuerung, Beleuchtung und so weiter) und teils aus diesem Jahrhundert (insbesondere was die Koordinierung, Steuerung und Beleuchtung angeht, aber sicherlich auch in Bezug auf bessere Antriebs- und Bremssysteme).

Deine abwertende Aussage ist also, abgesehen vom grundlegenden Prinzip der Eisenbahn, einfach nur falsch. Abgesehen davon, wenn die Eisenbahntechnik (ja man kann das in einem Wort zusammenfassen) so veraltet wäre, warum sollte man dann immer noch modernere Züge entwickeln, selbst oder sogar wenn es darum geht, von einem Eisenkontakt auf ein Magnetschwebeprinzip umzusatteln, wo die Reibungswerte und daher der Bremsweg noch weit länger bei gleicher Geschwindigkeit ist?

Zwei rostige Schienenstränge mit eingebauter Vorfahrt.

Rostig schon, aber nur an den Stellen, wo die Oberfläche nicht durch Zugfahrten vom Rost frei gehalten wird. Außerdem ist der Stahl von einer Qualität, wo der Rost für die Abnutzung der Schienen weit weniger relevant ist, als bei normalbetriebenen Gleisen die Abnutzung durch Zugfahrten.

Auch die eingebaute Vorfahrt trifft so nicht zu. Straßenbahnen beispielsweise haben sich ebenfalls nach Signalen zu richten oder wenn diese eine Fahrbahn mit der Fahrspur von normalem Straßenverkehr teilen, insbesondere wenn ein Auto des Straßenverkehrs aufgrund einer roten Ampel oder einer wie auch immer begründeten blockierten Straße der Straßenbahn im Weg steht, muss auch diese anhalten. 

Ebenso gilt dies auch für Bahnübergänge insbesondere im Industriebereich und wenn diese technisch nicht gesichert sind (also weder Schranken noch Beleuchtung). In einem solchen Fall muss sich der Zug mit ausreichend geringer Geschwindigkeit nähern, um vor dem Bahnübergang zum Stillstand zu kommen, im Zweifelsfall ist der Bahnübergang durch Bedienstete abzusichern und erst dann darf der Zug den Bahnübergang mit einer geringen Geschwindigkeit überqueren.

So viel also zu Deiner "eingebauten Vorfahrt".

Den DH habe ich nur aufgrund Deines Hinweises zur Bremswirkung von Eisen auf Eisen und dem Sand als Hilfsmittel gegeben, nicht aber in Bezug auf die Äußerungen, die ich hier kommentiert habe.

Kommentar von JTKirk2000 ,

Als Ergänzung zu meinem Kommentar möchte ich anbringen, dass das Grundprinzip von Dampflokomotiven zwar aus dem 19. Jahrhundert stammt und man selten auch noch Dampfloks begegnen kann, aber in der Regel sind diese Dampfloks größtenteils durch Diesel- oder Elektroloks (bzw. entsprechenden Triebwagen) verdrängt worden, und daher habe ich das Antriebsprinzip von Dampfloks nicht in meinem ersten Absatz berücksichtigt.

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