Betriebserprobung von LL-Bremssohlen bei Güterwagen (Kurztitel: LL-Bremssohlen)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 204.34.06

Schlüsselwörter (Deutsch)

LL-Sohlen, Lärm, AAE, Lärmarme Eisenbahngüterwagen

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Eisenbahnlärm ist neben dem Strassenverkehrslärm die bedeutendste Lärmquelle. Die grösste Lärmbelastung wird dabei durch Güterzüge verursacht, wobei ein bedeutender Anteil auf durchfahrende ausländische Wagen entfällt.
Eine Technologie zum Bau von lärmarmen Eisenbahngüterwagen liegt mit der Komposit-Sohle (K-Sohlen) vor. Die Umrüstung der Wagen von konventionellen Grauguss-Bremsklötzen (GG-Sohlen) auf K-Sohlen erfordert jedoch bauliche Änderungen an den Güterwagen und ist damit mit erheblichen Kosten verbunden.
Eine Alternative könnten LL-Sohlen mit niederem Reibungskoeffizienten bieten, die praktisch ohne Anpassung und somit kostenneutral in die bestehenden Güterwagen eingebaut werden können. LL-Sohlen sind zwar europaweit im Versuchsbetrieb erprobt, jedoch noch nicht zugelassen.
Die Firma AAE ist bereit, LL-Sohlen zu erproben, um deren Zulassung zu beschleunigen und die bisher geringe Akzeptanz für die neue Technologie zu fördern.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Deutsch)

1. Nach ISO-Normen erhobene Daten zur Lärmminderung beim Einsatz von LL-Sohlen im Vergleich zu GG-Sohlen.

2. Relevante technische Daten zum Verschleiss aus der Erprobung von LL-Sohlen an Wagen in drei Verkehren und Wagen in einem Verkehr im zweijährigen Dauertest (Abnützung von Rad- und Sohlenwerkstoff, Flachstellen, Radprofil, Bremsklötze/Schleifspuren, Beschädigungen an den Rädern, thermische Schäden). 

3.  Berechnung der Lebenszyklus-Kosten von LL-Sohlen.

4. Daten zu den dynamischen Kräften während der Fahrt im normalen Betriebseinsatz und Vergleich mit den zulässigen Grenzwerten

Projektziele (Deutsch)

LL-Sohlen sollen während zwei Jahren mit Containertragwagen mit hoher Laufleistung erprobt werden, vorzugsweise im alpenquerenden Verkehr, damit für diesen Einsatzfall relevante Daten ermittelt werden können.

Beschreibung der Resultate (Deutsch)

Die Betriebserprobung sollte Aussagen über das Verhalten von zwei LL-Sohlensorten im alpenquerenden Verkehr liefern, z.B. Angaben zu Mehrkosten im Betrieb im Vergleich zu den heutigen Graugussbremsklötzen sowie eine Überprüfung der Lärmwerte im Betriebseinsatz. Getestet wurden die organische Sorte IB116* und die Sorte C952-1 aus Sintermetall.
Resultate:
a) Lärmmessung gemäss TSI nach 9000 bis 30000km Betriebseinsatz
Messwert IB116*: 80dB(A) und C952-1: 84 dB(A) - Grenzwert für umgebaute Wagen: 85 dB(A)

Damit ist ein Nachweis erfolgt, dass diese LL-Sohlen auch nach längerem Betriebseinsatz die Lärmgrenzwerte einhalten.

b) Klotzverschleiß umgerechnet auf 100000km

Grauguss: 46,5 mm – IB116*: 40,7 mm – C952-1: 11,6 mm

c) Radverschleiß umgerechnet auf 100000km

Grauguss: 0,9 mm – IB116*: 1,9 mm – C952-1: 2,1 mm

d) Äquivalente Konizitäten wurden bei allen Messungen ermittelt. Die äqu. Konizität ist ein berechneter Wert der sich aus den geometrischen Daten des Radsatzes und den tatsächlichen Radprofilen ergibt und als ein Kennwert für das kinematische Verhalten eines Radsatzes auf dem Gleis verwendet werden kann.

d) Betriebskosten

Die gemessenen Werte von Klotz- und Radverschleiß liegen in der Tendenz etwas über den sonst in anderen Versuchen gemessenen Werten, was auf den Einfluss der höheren Temperaturen bei Gefällefahrten zurückgeführt werden kann. Beobachtet wurde bei den organischen Bremssohlen ebenso vermehrt ein Austausch wegen Ausbröckelungen und Rissen.

Unter Berücksichtigung aller ermittelten Werte ergeben sind bei den Betriebskosten Mehrbelastungen bei Einsatz von LL-Sohlen pro Wagen von 0,0121 CHF/km (C952-1) bzw. 0,202 CHF/km (IB116*).

 

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Der Internationale Eisenbahnverband UIC betreut im Auftrag der ERA die Zulassung und Freigabe der neuen Bremssohlen vom Typ K und LL. Ein Baustein dieses Zulassungsprozesses sind die Erfahrungen aus dem realen Betriebseinsatz, da sich nicht alle Einsatzbedingungen realistisch auf einem Prüfstand simulieren lassen.

Die Ergebnisse dieses Projektes werden bei der UIC in die allgemeine Beurteilung der Betriebstauglichkeit der getesteten LL-Sohlen einfließen und sollen dazu beitragen die technische Freigabe der Sohlensorten zu beschleunigen und eine wirtschaftliche Einschätzung für den Betriebseinsatz zu ermöglichen. Die erzielten Resultate lassen sich mit Ergebnissen anderer Betriebsversuche vergleichen um den Einfluss bei alpenquerendem Verkehr abzuschätzen.

 

Weiteres Vorgehen (Deutsch)

 

Die LL-Sohlen sind die bisher praktikabelste Lösung für die Umrüstung von Güterwagen auf leise Bremsen. Der Zulassungsprozess für die im Versuch getesteten LL-Sohlensorten soll bis Mitte 2011 abgeschlossen sein. Die Resultate zeigen, dass ein Betriebseinsatz theoretisch schon heute möglich ist, eine Weiterentwicklung der Bremssohlen in Bezug auf die Reduzierung des Radverschleißes ist aber wünschenswert.

Darüber hinaus werden die Messungen der äquivalenten Konizität der UIC zur Auswertung übergeben, um mit weiteren Daten aus anderen Betriebsversuchen eine Neubewertung des Grenzwertes für die äquivalente Konizität zu ermöglichen.

 

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Keine