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Automatische Fahr- und Bremssteuerung (AFB)

  • Fahrzeugtechnische Einrichtung zum halten der eingestellten Vsoll
  • Tf hat AFB zu überwachen und falls erforderlich einzugreifen, um unnötige Beschleunigungs-und Bremsvorgänge zu vermeiden
  • Bei signalgeführter Fahrt muss Sollgeschwindigkeit manuell durch Tf vorgewählt werden; zum Anhalten an einem Verkehrshalt oder vor einem Signal darf die AFB nicht zur Bremsung einsetzt werden
  • Bei anzeigegeführter Fahrt kann die Vorgabe der Sollgeschwindigkeit durch die (per Linienlieter oder Funk) übermittelten Daten der LZB- oder ETCS-Streckenzentrale erfolgen
  • Eingeschaltete AFB gewährleistet Anfahren ohne Zurückrollen



Allgemein  [1][2][8]

Die Automatische Fahr- und Bremssteuerung, abgekürzt AFB, ist eine fahrzeugtechnische Einrichtung zur Ausregelung der vorgewählten oder streckenseitig zugelassenen Sollgeschwindigkeit (Vsoll) eines Zuges. Die AFB sorgt dabei für die optimale Zuggeschwindigkeit und Einhaltung der Vorgaben. Sie kann sowohl für signal- als auch anzeigegeführte Fahrten eingesetzt werden.

Um die eingestellte Geschwindigkeit auch im Gefälle beizubehalten, wird die Zugkraft von der AFB abgeschaltet und übergangslos auf den E-Bremsbetrieb umgeschaltet. Falls erforderlich, wird bei Ansteuerung der E-Bremse zusätzlich die indirekte Druckluftbremse des Zuges angesteuert. Fährt der Zug aus einer Gefällestrecke in die Ebene bzw. Steigung, wird übergangslos aus dem Bremsbetrieb in den Zugkraftbetrieb umgesteuert.



Geschwindigkeitsregelung in Fahrzeugen ohne AFB

Nahezu alle modernen Triebfahrzeuge verfügen heutzutage über eine AFB oder eine ähnliche technische Einrichtung in Form einer Geschwindigkeitsregelanlage (Tempomat), wie sie bspw. auch Elektrotriebzüge der Baureihe 442 verwenden. In den Elektrolokomotiven der Baureihen 112, 114 und 143 kommt dagegen eine so genannte Hauptsteuerung mit Geschwindigkeitswähler zur Anwendung, über welche die Vsoll einer Zugfahrt vorgewählt wird.

In älteren Triebfahrzeugen ohne jegliche Art der Geschwindigkeitsvorwahl muss die Regulierung der Fahrgeschwindigkeit hingegen durch den Triebfahrzeugführer (Tf) selbst erfolgen. Die zulässige Fahrgeschwindigkeit wird dabei durch das manuelle Regeln der Zug- bzw. Bremskräfte gesteuert, um ein überschreiten der Sollgeschwindigkeit zu vermeiden.



Umgang mit der AFB im Regelbetrieb  [7]

Die AFB steuert komplett autark abhängig von der Istgeschwindigkeit (Vist) die notwendigen Zug- und Bremskräfte und reagiert damit auch auf Steigungen oder Gefälle der Strecke um eine konstante Geschwindigkeit zu halten.

Während die automatische Bremsung mit festen Verzögerungswerten erfolgt, kann die Höhe der Zugkraft über den Zugkraftsteller (auch Fahrschalter genannt) manuell beeinflusst werden. Die von der AFB genutzte Zugkraft ist somit von der Stellung des Fahrschalters im Z-Bereich abhängig. Zur Beschleunigung muss daher in jedemfall Antriebsleistung aufgeschaltet sein.



AFB-gesteuertes Fahrverhalten beobachten

Da die AFB den Triebfahrzeugführer nicht ersetzen, sondern in der Durchführung der Zugfahrt unterstützen soll, muss dieser das Regelverhalten der technischen Einrichtung während der Fahrt überwachen. Er hat dabei die Zug- oder Bremskraftanzeige und die Anzeige der Soll- und Istgeschwindigkeit zu beobachten. Bei geringer Reibwertausnutzung muss der Regelvorgang durch Sanden unterstützt werden. Der Tf hat zudem das Triebfahrzeug vorausschauend zu führen und greift falls erforderlich in die Regelung der AFB ein, um unnötige Beschleunigungs- und Bremsvorgänge zu vermeiden.



AFB-Bremsung unterstützen wenn erforderlich

Erkennt der Tf, dass die Bremswirkung der von der AFB eingeleiteten Bremsung nicht ausreicht, muss die Bremsung rechtzeitig manuell korrigiert werden. Ein Eingreifen in die Bremsungen der AFB sind jederzeit möglich. Wird in eine AFB-Bremsung manuell mit dem Führerbremsventil und/oder dem E-Bremssteller eingegriffen, so muss die Bremsung auch manuell zu Ende geführt werden. Anschließend übernimmt die AFB wieder die Geschwindigkeitsregelung. Zur erneuten Beschleunigung geregelt durch die AFB muss der Zugkraftsteller kurz nach Stellung "0" und wieder in den "Z-Bereich" verlegt werden.




Geschwindigkeitsvorwahl mit Vsoll-Steller  [2]

Um eine höhere oder niedrigere Sollgeschwindigkeit manuell mit dem Vsoll-Steller (auch AFB-Hebel genannt) einzustellen, muss der Knauf des Hebels nach links gedreht werden. Durch diese Entriegelung kann nun die gewünschte Sollgeschwindigkeit durch bewegen des Hebels nach vorn (Vsoll erhöhen) oder zurück (Vsoll verringern) eingestellt werden. Sobald der Knauf wieder losgelassen wird, wird der Vsoll-Steller in seiner aktuellen Stellung verriegelt.


AFB-Vsoll-Steller (links) und Zugkraftsteller (rechts)


Würde der Vsoll-Steller während der Fahrt in die Stellung "0" verlegt werden, bremst die AFB den Zug bis zum Stillstand ab. Da Haltebremsungen jedoch mit dem Führerbremsventil auszuführen sind, ist dieser Vorgang nicht auszuüben. Nach dem Anhalten ist der Vsoll-Steller in die Stellung "0" zu verlegen, um ein unkontrolliertes Aufschalten der Leistung zu verhindern. Vor der Weiterfahrt des Zuges sollte die erforderliche Sollgeschwindigkeit eingestellt werden.

Das Anfahren nach einem Halt ist bei eingeschalteter AFB auch mit Hilfsfahrschalter möglich. Dieser wird unwirksam, sobald die Zugkraft wieder mit dem Zugkraftsteller geregelt wird.



Manuelle Vorwahl der Sollgeschwindigkeit bei signalgeführter Zugfahrt  [3][7]

Wird bei signalgeführter Zugfahrt mit dem Vsoll-Steller eine bestimmte Sollgeschwindigkeit vorgewählt und Zugkraft aufgeschalten, so beschleunigt oder bremst der Zug automatisch auf die eingestellte Geschwindigkeit.



Höhere AFB-Sollgeschwindigkeit einstellen

Zur Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit kann bei aufgeschalteter Zugkraft eine höhere Vsoll eingestellt werden. Die AFB regelt die Antrieb sleistung entsprechend.



Niedrigere AFB-Sollgeschwindigkeit einstellen

Um im Gegensatz dazu jedoch die Fahrgeschwindigkeit auf eine geringere Vsoll herabzusenken, muss der Zugkraftsteller in Stellung "0" gestellt werden und mit dem Führerbremsventil und/oder E-Bremssteller auf diese abgebremst und die neue Sollgeschwindigkeit mit Vsoll-Steller manuell nachgeregeln werden, bevor erneut Zugkraft aufgeschalten wird.



Anzeige der eingestellten Sollgeschwindigkeit

MFD mit vorgewählter Vsoll = 110 km/h (gelbe Nadel am inneren Rand der Geschwindigkeitsanzeige)

Die am Vsoll-Steller vorgewählte Geschwindigkeit eines signalgeführten Zuges wird bei einigen Triebfahrzeugen (z. B. Baureihe 146) im Modularen Führerraumdisplay (MFD) am inneren Rand der Geschwindigkeitsanzeige durch einen kleinen gelben Marker angezeigt. Diese Anzeige ist nur bei eingeschalteter AFB im Display sichtbar, unabhängig davon ob am Vsoll-Steller eine Sollgeschwindigkeit vorgewählt ist oder sich dieser in Stellung "0" befindet.



MFD mit vorgewählter Vsoll = 100 km/h (roter Zeiger am äußeren Rand der Geschwindigkeitsanzeige)

Bei anderen Triebfahrzeugen (z. B. Baureihe 101) kann die Anzeige der vorgewählten Vsoll auch durch einen kleinen roten Zeiger am äußeren Rand der Geschwindigkeitsanzeige im MFD oder in der Modularen Führerraumanzeige (MFA) angezeigt werden. Bei ausgeschalteter AFB ist diese Anzeige nicht möglich oder zeigt 0 km/h an.



MTD mit eingestellter Sollgeschwindigkeit von 160 km/h

Zusätzlich kann eine AFB-Vsoll-Anzeige im Maschinentechnischen Display (MTD) - wenn vorhanden - erfolgen.







Bei signalgeführter Zugfahrt und eingeschalteter AFB kann eine maximale Sollgeschwindigkeit von 160 km/h eingestellt werden. Sie ist zudem abhängig von der größten zulässigen Geschwindigkeit des Zuges (VMZ) - eingestellt am Zugdateneinsteller (ZDE). Höhere AFB-Sollgeschwindigkeiten sind nur für anzeigegeführte Züge möglich.



AFB in Verbindung mit LZB oder ETCS bei anzeigegeführter Zugfahrt  [1][3][4]

Wird die AFB für eine anzeigegeführte Zugfahrt in Verbindung mit LZB oder ETCS Level 2 oder höher verwendet und ist der Vsoll-Steller in die vordere Endlage verlegt, so ist ein nahezu automatisches Fahren des Zuges möglich. Die AFB erhält dabei die Vsoll nicht durch die manuelle Vorwahl des Tf, sondern überwacht die Einhaltung der von der Streckenzentrale übermittelten Daten und regelt nach deren Vorgabe die Einhaltung der zulässigen Fahrgeschwindigkeit. Bei einem Geschwindigkeitswechsel der eine Ermäßigung oder Erhöhung der zulässigen Sollgeschwindigkeit vorsieht, steuert die AFB die notwendige Beschleunigung oder Abbremsung (auch unter Berücksichtigung des erforderlichen Bremsweges) und regelt die Fahrgeschwindigkeit anhand der neuen Vsoll automatisch aus.

Für anzeigegeführte Züge sind Sollgeschwindigkeiten über 160 km/h in Abhängigkeit zu LZB oder ETCS möglich. Die von der Streckenzentrale empfangenen Daten werden als Führungsgrößen in der Führerraumsignalisierung dargestellt.



Anzeige der von LZB / ETCS vorgegebenen Sollgeschwindigkeit

MFD mit Vsoll = 160 km/h während einer LZB-geführten Zugfahrt (roter Zeiger am äußeren Rand der Geschwindigkeitsanzeige)

Die Anzeige der von LZB oder ETCS zugelassenen Vsoll wird - auch bei Fahrzeugen ohne AFB oder bei ausgeschalteter AFB - im MFD bzw. MFA durch einen kleinen roten Zeiger am äußeren Rand der Geschwindigkeitsanzeige dargestellt. Eine zusätzliche Anzeige kann je nach Fahrzeug auch im MTD erfolgen.

Bei Fahrzeugen ohne oder mit ausgeschalteter AFB ist die Beschleunigung und Bremsung vom Tf manuell durchzuführen.




AFB einschalten  [6]

Einschaltbedingungen

Bevor die AFB eingeschalten werden kann, müssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein:

  • Zugkraftsteller in Stellung "0"
  • Schalter "Bremssteuerung" in Stellung "el" (in Stellung "pn" ist kein AFB-Betrieb möglich)
  • Zugdaten eingestellt und eingegeben
  • Richtungsschalter in Stellung "V"
  • Führerbremsventil aufgeschlossen
  • PZB-Störschalter nicht betätigt



AFB im Stillstand einschalten

Beim Einschalten der AFB im Stillstand führt das Zentralsteuergerät (ZSG) einen Prüflauf der AFB durch. Es ertönt die Sprachausgabe "AFB“ und die Anzeige der Prüfgeschwindigkeit von 100 km/h wird kurzzeitig im Anzeigefeld der Vsoll-Anzeige im MTD dargestellt.

Mit dem Vsoll-Steller kann nun eine Sollgeschwindigkeit vorgewählt werden, die nach dem Anfahren des Zuges für eine signalgeführte Fahrt erreicht werden soll. Erfolgt die Zugfahrt stattdessen anzeigegeführt ist der Vsoll-Steller in die vordere Endlage zu verlegen.

Das Fahren mit eingeschalteter AFB gewährleistet ein Anfahren des Zuges ohne die Gefahr des Zurückrollens


Bedienungsschritte: AFB im Stillstand einschalten

1.

Wahlschalter AFB auf "Ein"

2.

Sollgeschwindigkeit mit Vsoll-Steller vorwählen

3.

Antriebsleistung mit Zugkraftsteller aufschalten (wenn Abfahrt zugelassen)



AFB während der Fahrt einschalten

Soll die AFB während der Fahrt eingeschalten werden, muss zuvor der Zugkraftsteller in Stellung "0" verlegt werden. Anschließend wird der Vsoll-Steller in die vordere Endlage gebracht. Durch den AFB-Wahlschalter auf "Ein" ist die AFB eingeschalten und der Prüflauf vom ZSG wird durchgeführt.

Nun kann der AFB-Vsoll-Steller auf die gewünschte Sollgeschwindigkeit vorgewählt werden bzw. bei LZB- oder ETCS-geführter Fahrt in der vorderen Endlage verbleiben.


Bedienungsschritte: AFB während der Fahrt einschalten

1.

Zugkraftsteller in Stellung "0" legen

2.

Vsoll-Steller in vordere Endlage legen

3.

Wahlschalter AFB auf "Ein"

4.

Sollgeschwindigkeit mit AFB-Vsoll-Steller vorwählen (signalgeführt) oder

Vsoll-Steller in vorderer Endlage belassen (anzeigegführt)

5.

Antriebsleistung mit Zugkraftsteller kann wieder aufschalten werden



AFB ausschalten  [6]

AFB während der Fahrt ausschalten

Wenn die AFB während der Fahrt ausgeschalten werden soll, so ist zuvor der Zugkraftsteller in Stellung "0" zu verlegen. Nun kann der AFB-Wahlschalter auf "Aus" gestellt werden. Es ertönt die Sprachausgabe "AFB". Der Tf hat zu kontrollieren, ob die AFB-Vsoll-Anzeige im MTD erlischt. Anschließend ist der Vsoll-Steller in die Stellung "0" zurückzulegen. Die Zugkraft kann nun wieder aufgeschalten werden.


Bedienungsschritte: AFB während der Fahrt ausschalten

1.

Zugkraftsteller in Stellung "0" legen

2.

Wahlschalter AFB auf "Aus"

3.

Vsoll-Steller in Stellung "0" legen

4.

Antriebsleistung mit Zugkraftsteller kann wieder aufschalten werden



AFB im Stillstand ausschalten

Um die AFB bei Stillstan des Zuges auszuschalten, so ist im Vorfeld der Vsoll-Steller  in Stellung "0" zu legen. Anschließend kann der AFB-Wahlschalter auf "Aus" gestellt werden. Es ertönt die Sprachausgabe "AFB". Der Tf hat zu kontrollieren, ob die AFB-Vsoll-Anzeige im MTD erlischt.


Achtung: "AFB-Haltebremse" löst bei ausgeschalteter AFB. Der Zug ist gegen wegrollen zu sichern.


Bedienungsschritte: AFB im Stillstand ausschalten

1.

Vsoll-Steller in Stellung "0" legen

2.

Zug gegen wegrollen sichern

3.

Wahlschalter AFB auf "Aus" (Achtung: Haltebremse löst)



AFB-Haltebremse  [6]

Sobald das Triebfahrzeug bei eingeschalteter AFB eine Vist <0,5 km/h erreicht, wirkt die AFB-Haltebremse - unabhängig von der eingestellen oder zugelassenen Sollgeschwindigkeit. Nach dem Wirksamwerden der AFB-Haltebremse kann die direkte und/oder indirekte Bremse gelöst werden.

Zum Anfahren sollte der Zugkraftsteller ggf. vorher kurz in Nullstellung gelegt werden. Es ist darauf zu achten, dass die AFB-Haltebremse bei genügend Anfahrzugkraft selbsttätig löst.



Anhalten ohne AFB-gesteuerte Bremsung  [5]

Nach Ril 493.0101 Abschn. 3.3.1 darf die Bremsung eines signalgeführten Zuges nicht von der AFB ausgeführt werden, wenn an einer bestimmten Stelle (z.B. Halt vor einem Signal oder Verkehrshalt am Bahnsteig) angehalten werden soll. Die Bremsung ist durch den Triebfahrzeugführer manuell auszuführen.

Zuvor ist die Zugkraft abzuschalten und der Zugkraftsteller in "0"-Stellung zu verlegen. Der Vsoll-Steller verbleibt in seiner derzeitigen Stellung. Bei eingeschalteter AFB wird die Haltebremse beim Anhalten selbsttätig wirksam.



Probleme mit der Fahrsteuerung  [2]

Bemerkt der Triebfahrzeugführer, dass während der Fahrt Probleme mit der Fahrsteuerung auftreten, so schaltet er als erste Abhilfemaßnahme die AFB aus und versucht erneut Zugkraft aufzuschalten.



Literaturquelle:

[1]  Jürgen Janicki, Horst Reinhard, Michael Rüffer "Schienenfahrzeugtechnik", Bahn Fachverlag, 3. Auflage, 2013, Seite 290

[2]  Ril 493.0101 Abschn. 4.1 - gültig ab 01.11.2004

[3]  Ril 493.0101 Abschn. 4.2 - gültig ab 01.11.2004

[4]  BahnPraxis, "Schrittweise Einführung von ETCS", Bahn Fachverlag, 1/2013, Seite 6

[5]  Ril 493.0101 Abschn. 3.3.1 - gültig ab 01.11.2004

[6]  Ril 493.0101 Abschn. 4.3 ff - gültig ab 01.11.2004

[7]  Ril 493.0101 Abschn. 4.4 ff - gültig ab 01.11.2004

[8]  Ril 493.1146 Abschn. 5.3 ff - gültig ab 01.12.2005