Lärmreduktion durch den Einsatz von Scheibenbremsen im Schienenverkehr
Erstellt am: 27.06.2003 | Stand des Wissens: 05.12.2024
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechperson
TU Dresden, Professur für Integrierte Verkehrsplanung und Straßenverkehrstechnik, Prof. Dr.-Ing. Regine Gerike
Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH
Das Rollgeräusch als wesentliche Lärmquelle der Bahnen resultiert zu einem erheblichen Teil aus Unebenheiten auf den Radlaufflächen. Sie bilden sich gehäuft durch Bremsvorgänge mit der traditionellen Grauguss-Klotzbremse. Im Personenverkehr kam es inzwischen zu einer weitgehenden Umrüstung auf Scheibenbremsen, bei denen die Radlaufflächen nicht mehr als Reibflächen benötigt werden. Im Güterverkehr stellt die Scheibenbremse bislang aus unterschiedlichen Gründen nur eine Insellösung dar.
Bei der Bauart Scheibenbremse sind auf jeder der die beiden Räder eines Radsatzes verbindenden Welle zwei bis vier Bremsscheiben angeordnet. Die Bremskraft wird ausgeübt, indem eine Zange zwei speziell beschichtete Bremsbacken beidseitig an eine Bremsscheibe drückt. Im Vergleich zur herkömmlichen Klotzbremse ist die Scheibenbremse technisch aufwändiger und kostenintensiver. Die dabei erzielte Lärmreduktion liegt im Bereich von 8 bis 12 Dezibel [EUKOM04an, S. 29].
Die Scheibenbremse wurde entwickelt aufgrund der zunehmenden Geschwindigkeiten im Personenverkehr im letzten Jahrhundert und der Tatsache, dass mit einer Geschwindigkeit von 160 Kilometer pro Stunde die thermische Leistungsfähigkeit der Klotzbremse erreicht ist. Erstere haben sich wegen ihrer höheren Leistungsfähigkeit im Personenverkehr durchgesetzt. [BeSc11, S. 93] Im kontinentaleuropäischen Schienengüterverkehr finden sie mit Ausnahme des Wagenmaterials der sogenannten "Rollenden Landstraße" bislang kaum Anwendung [EUKOM04an, S. 29]. Als wichtigster Grund werden die deutlich höheren Investitionskosten im Vergleich zur Klotzbremse angeführt. [JaOn00, S. 208; Brei02a, S. 344; Muel01, S. 612].
Ein weiteres Problem stellt das Quietschen der Scheibenbremsen dar, das auf das bei Hochleistungs-Scheibenbremssystemen verwendete Reibbelagmaterial Metallsinter zurückzuführen ist. Der Einsatz von Sinterbelägen beschränkt sich inzwischen nicht mehr ausschließlich auf Hochgeschwindigkeitszüge, für die diese Belagwerkstoffe ursprünglich entwickelt wurden. Aufgrund seiner Vorteile eignet sich das Material auch für die Anwendung in anderen Fahrzeugen wie zum Beispiel Lokomotiven, Nahverkehrszügen, U-Bahnen oder Spezialgüterwagen ("Rollende Landstraße"). Lärmbelästigung durch Quietschen tritt insbesondere bei Niedrigenergiebremsungen (Regulierbremsungen) und in der Stopp-Phase bei niedrigen Geschwindigkeiten kurz vor dem Halt auf (zum Beispiel während Bahnhofseinfahrten). Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) initiierten Projekts "Verbundvorhaben Leiser Verkehr: Quietschfreie Hochleistungsscheibenbremse" wurden Verfahren zur Beseitigung des Quietschens von Bremsen untersucht; die Eigenschaften von Metallsinter waren dabei vorrangiger Forschungsgegenstand.