Warum kann der Bremsweg eines ICE nicht kürzer sein?

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14 Antworten

Lasst dir nichts einreden von wegen Eisen auf Eisen könne nicht gut Bremsen.
Der ICE Bremst ja nicht über Reibung an den Achsen. Selbst andere Schienenfahrzeuge bremsen bekanntlich mit Bremsklötzen die direkt auf die Schiene wirken (kann man bei älteren Straßenbahnen gut sehen). Auch fragt man sich, wie nach meiner der Pseudoexperten dann wohl ein Transrapid bremsen würde... Immerhin bremst der nicht durch Kontakt. Auch gibt/gab es entsprechende Vorrichtungung um die Schienen mit Sand zu betreuen damit deutlich größere Reibkräfte möglich sind.

Niemand sagt das der Bremsweg nicht kürzer sein kann. Natürlich stellen Komfort und Technik eine gewisse Grenze dar. Sowohl das Gleis auf herkömmlichem Schotterbett wie auch ggf. empfindliche Unterbauter (Brücken) mögen es wenig in Längsrichtung geschoben zu werden.

Die Bremsanforderung wird nicht danach konstruiert was technisch maximal möglich ist. Sondern danach was man braucht.
Bei einem PKW sind hochleistungsfähig Bremsen ein wichtiges Sicherheitsmerkmal, denn hier kann bei Manövern plötzlich ein anderes Fahrzeug vor einem Einscheren. Darum erhalten die Passagiere Gurte und das Fahrzeug starke Bremsen.
Züge jedoch fahren nicht auf Sicht sondern auf Signal. Fahrbahnübergänge werden nicht mit Maximalgeschwindigkeit befahren (aus diesem Grund wurden viele Fahrbahnübergänge durch Über-/Unterführung beseitig).
Die Erfahrung im Bahnverkehr hat bis heute keine Reihenweise Unfälle gezeigt, die mit stärkeren Bremsen hätten verhindert werden können.
Warum dann also stärkere Bremsen einbauen?

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Kommentar von Jackie251
18.08.2016, 13:47

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Kommentar von DarkEmoLove
15.09.2016, 23:36

Der ICE (welcher eigentlich genau?) bremst also nicht über Reibung an den Achsen (die eigentlich Wellen sind, weil sie Kräfte übertragen...)? Was sind dann zum Beispiel die 192 Scheibenbremsen eines ICE1 die bei einer Betriebsbremsung greifen? Keine Reibungsbremsen? Die "Bremsklötze" die auf die Schienen wirken sind übrigens sogenannte Magnetschienenbremsen. Auch die sind reibungsabhängig, da sie sich einfach nur an die Schiene ziehen und durch die Reibung zwischen Schiene und Magnetschienenbremse bremsen (Sogenannte radunabhängige Bremsen. Die Sandstreueinrichtungen sind übrigens immernoch vorhanden und es gibt sie immernoch. Der Komfort spielt übrigens doch eine größere Rolle als du wohl denkst. Nicht umsonst hören die Magnetschienenbremsen bei ~50km/h auf zu wirken, da der Ruck beim Anhalten sonst unaushaltbar groß wäre. Eine Magnetschienenbremsen hat eine Bremskraft von ca. 35kN! Eine Scheibenbremse bei Schienenfahrzeugen hat ca. eine Bremskraft von 15kN. Wenn man bedenkt, dass ein ICE1 12 Mittelwagen hat, kommt da eine beachtliche Gesamtbremskraft nur von den Wagen zusammen! Hier ist die Bremskraft der dynamischen Bremse der Triebköpfe noch nicht mit bedacht!

Dein Vergleich mit dem Transrapid hinkt ebenfall, da dieser auf einem ganz anderen Antriebskonzept basiert als herkömmliche Züge.

Züge fahren übrigens auch nicht "auf Signal" sondern im Raumabstand. Unter LZB CIR ELKE oder ETCS Level 2 gibt es keine Signale an der Strecke mehr.

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Weil die geringe Reibung zwischen Rädern und Schienen nicht mehr Kraft aufbringen kann, um den Zug schneller zu stoppen.

Grundgesetz der Mechanik: F = m * a

Bremsbeschleunigung a = F / m
Die Bremsbeschleunigung ist also proportional zu der Bremskraft und die ist durch die geringe Reibung zwischen Rädern und Schienen begrenzt.

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Kommentar von Jackie251
13.08.2016, 11:52

Die Reibung wird im Notfall doch durch sanden erhöht, dazu können Elektomotoren auch als Bremse also als Generator arbeiten.

Und auch die Wirbelstrombremse braucht keine Reibung.

Man könnte technisch den Zug schneller stoppen, es gibt dafür jedoch schlicht keinen Grund. Jeder Formel 1 Wagen hat wesentlich leistungsfähigere Bremsen, als ein PKW. Nur weil etwas technischa verfügbar ist, wird es nicht zwangsläufig eingebaut.

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Weil der Zug dann ins Gleiten (Räder drehen mit verminderter Zahl bzw. blockieren ganz) gerät. Um genau dem entgegenzuwirken, haben viele Züge einen sogenannten Gleitschutz, zusätzlich aber auch einen Schleuderschutz (Räder "drehen durch"). Beide Systeme sind mit dem ABS im Auto vergleichbar.

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  • Mal steigt der Bremsweg recht genau im Quadrat der Geschwindigkeit!
    Doppelte Geschwindigkeit = 4-facher Bremsweg.
    Hochgeschwindigkeit ist also immer schon mal kritisch.

  • Dann ist die fürs Bremsen relevante Haftreibung zwischen Stahlrad und Schiene viel kleiner als zwischen Gummireifen und Asphalt.
  • Haftreibungskoeffizienten:Gummi - Ashpalt: 0,85 (trocken) bis 0,45 (nass)Stahlrad - Schiene: 0,2 (trocken) bis 0,1 (nass)Also nochmals Faktor 4! (4fach verminderte Bremskraft.)
  • Die Bremskraft könnte erhöht werden, wenn die Auflagekraft (Normalkraft) auf die schiene künstlich erhöht werden kann. Sowas haben viele Strassenbahnen für Notbremsungen: Ein grosser Bremsklotz wird magnetisch auf die Schiene runtergezogen. Eine solche Not-Zusatzbremse vermindert den Bremsweg ein bisschen, sehr abhängig von der Geschwindigkeit, und natürlich führt eine solche Gleit-Notbremsung zu Verschleiss an den Schienen und am Bremsklotz.
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Kommentar von atoemlein
13.08.2016, 13:08

Editor macht wieder falsche Zeilenumbrüche:

Haftreibungskoeffizienten:

Gummi - Ashpalt: 0,85 (trocken) bis 0,45 (nass)

Stahlrad - Schiene: 0,2 (trocken) bis 0,1 (nass)

Also nochmals Faktor 4! (4fach verminderte Bremskraft.)

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Selbstverständlich bremst man mit aller Kraft, was hinten im Zug passiert kann nicht so schlimm sein wie ein Aufprall oder eine Entgleisung.
Es ist nur einfach physikalisch nicht möglich die Masse eines Zuges mit normalen Bremsen (incl. Magnetschienenbremse) schneller zu bremsen.

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Der Bremsweg (s) eines ICE wird nach folgender Formel berechnet s= 0,0771 * v2

a. Erstelle eine Wertetabelle in Schritten von 50 km/h für die Geschwindigkeit (v) von 0 bis 250 km/h und zeichne einen geeigneten Graph
b.) Begründe , warum sich bei doppelter Geschwindigkeit der Bremsweg nicht verdoppelt
c) Für einen Ice wurde ein Bremsweg von 2783 m gewesen . Welche Geschwindigkeit hatte der Zug? (Rechnung bitte)

d.) Für eine Schnellbremsung lautet die Formel s= 0,0368 * v²  Vergleiche




a)

v050100150200250s0192,757711734,7530844818,75[vs0050192,751007711501734,7520030842504818,75]

b) Weil die Geschwindigkeit v quadratisch in die Formel für den Bremsweg eingeht. Der Bremsweg ist also keine proportionale Funktion der Geschwindigkeit.

c) Einsetzen der bekannten Werte in die Formel für den Bemsweg:

2783 = 0,0771 * v 2

und auflösen nach v:

<=> v 2 = 2783 / 0,0771

<=> v = √ ( 2783 / 0,0771 ) = 190 km /h (gerundet)

d) sschnell / snormal = 0,0368 / 0,0771 = 0,477

Der Schnellbremsweg ist also weniger als halb so lang wie der Normalbremsweg.

Beispielrechnung für das Beispiel 200 km/h:

Der Normalbremsweg beträgt  3084 m (siehe Tabelle)

Der Schnellbremsweg beträgt:

sschnell = 0,0368 * 200 2 = 1472 m



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Ist auch eine Sache des Geldes und des Komforts. Sicher ist allein mit den Bremsen, die direkt auf die Räder und Achsen wirken nicht viel zu verbessern. Jedoch könnte man theoretisch viel mehr Magnetschienenbremsen verbauen und somit eine noch stärke Bremswirkung erzielen. Aber wie schon erwähnt, es würde dann wahrscheinlich kein Fahrgast, geschweige denn deren Kaffee, mehr auf dem Platz halten. :D

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Die Grenzen der Bremswirkung sind durch die relativ niedere Reibung zwischen Rädern und Schienen gesetzt. 

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Kommentar von Jackie251
12.08.2016, 10:56

Die Reibung zwischen Schiene und Rad dürfte merklich größer sein als die eine PKW auf Asphalt - also niedrig stimmt da wohl nicht.

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Das Problem sind weder die Fahrgäste noch die Schienen, sondern der Kraftschlußbeiwert - das ist die maximal übertragbare Kraft von Felge zu Schiene, ohne daß Schlupf entsteht (d.h. die Felge gleitet dann auf der Schiene und überträgt weniger Bremskraft).

Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Reibungskoeffizient

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Wenn der noch stärker bremsen würde, dann würde ein Schlupf entstehen und dann hat man einen längeren Bremsweg.

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Kommentar von Stinkepups
12.08.2016, 10:30

*noch längeren

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Eisen auf Eisen bremst nun mal schlecht, bei jedem Zug. Trotz Scheibenbremsen, Magnetschienenbremsen. Wirbelstrombremsen usw. Kürzer kann der Weg nicht werden!

Bei Überbremsungen besteht die Gefahr des Aufgleitens der Räder auf der Schiene, somit würde der Bremsweg länger. 

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Kommentar von Jackie251
12.08.2016, 10:53

und du glaubst eine Wirbelstrombremse würde mit Eisen auf Eisen als Reibung bremsen?
Du weis auch schon das Aufgleiten mit entsprechem Anpressdruck verhindert werden kann? Entsprechende Bremsspoiler sind technisch machbar.

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Ich bin hier nicht der Spezialist für sowas, aber ich würde jetzt mal sagen, dass es (wie du gesagt hast) wegen den Fahrgästen so ist, und vielleicht, damit man die Schienen nicht zu arg beschädigt.

Wie gesagt, ich bin kein Spezialist.

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Folgendes basiert auf einer Annahme:

Die Höchstgeschwindigkeit eines ICEs ligt bei irgendwas mit 300 km/h. Beim diese Bewegungsenergie entsteht Reibung und somit Wärme. Eine so hohe Geschwindigkeit in kurzer Zeit abzubremsen würde bedeuten, dass hohe Temperaturen entstehen, was die Technik vermutlich nicht aushalten würde.

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Faustformel für den Bremsweg aus der Fahrschule: 10% der Geschwindigkeit in km/h zum Quadrat.

350km/h = 1.225m

Und das bei Gummi auf Asphalt und entsprechend geringem Gewicht eines Autos.

Bei Stahl auf Stahl und 320 Tonnen kommt da halt ein bisschen mehr zusammen. Und da funken schon die Räder (Vollblockade mit anschließendem Schrottwert der Räder und ggf. der Schienen).

Alternativ könnte der ICE auch einen Anker auswerfen. Aber dann reißt es den Zug auseinander.

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