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Wirbelstrombremse (WB)

  • Verschleißfreie Bremseinrichtung für Hochgeschwindigkeitszüge (z.B. ICE 3)
  • Absenkung der Bremsmagnete auf 7 Millimeter über Schienenoberkante (keine direkte Berührung)
  • Erzeugte Wirbelströme führen zu magnetischer Anziehungskraft, die der Fahrtrichtung entgegenwirkt und den Zug abbremst
  • Anwendung nur auf Strecken zulässig, die für den Einsatz ertüchtigt sind



Allgemein  [1][2][3]

Die linear wirkende Wirbelstrombremse, abgekürzt WB, ist eine verschleißfreie Bremseinrichtung, die an Laufdrehgestellen (nicht angetriebenen Drehgestellen) von Triebzügen der Baureihe 403, 406 und 407 im ICE-Hochgeschwindigkeitsverkehr zum Einsatz kommt. Sie wird als Betriebsbremse eingesetzt und arbeitet im Gegensatz zur Magnetschienenbremse (Mg) haftwertunabhängig und berührungslos. Durch ihren Einsatz kann die Verwendung der Scheibenbremsen bei hohen Geschwindigkeiten weitestgehend reduziert werden.


Laufdrehgestell eines ICE 3 (Baureihe 403) mit Wirbelstrombremse


Die  Wirbelstrombremse kommt allerdings nur bei Geschwindigkeiten von bspw. 300 bis mindestens 50 km/h und nur auf Strecken zur Anwendung, die für ihren Einsatz ertüchtigt sind. Andernfalls könnte die Verwendung der wirbelstromerzeugenden Bremse zu infrastrukturellen Störungen in der Leit- und Sicherungstechnik führen. Darüber hinaus kommt es bei der Nutzung dieser Bremseinrichtung zu einer starken Erwärmung der Schienen unterhalb des Zuges, sodass der Einsatz auf Gleisen mit Holzschwellen (siehe Schwellen) aus Sicherheitsgründen untersagt ist.



Aufbau und Wirkungsprinzip  [3]

Aufbau

Die Wirbelstrombremse ist zwischen den Rädern des Drehgestells positioniert und wird beim Bremsvorgang automatisch bis knapp über die Schienenoberkante abgesenkt. Aufgrund des minimalen Luftspalts besteht keine direkte Berührung zwischen den Bremsmagneten und dem Schienenkopf, wodurch die WB besonders gut für Bremsungen aus sehr hohen Geschwindigkeiten geeignet ist.


Aufbau der Wirbelstrombremse (Quelle: DB AG)


Die Bremsmagnete, die aus einem Magnetjoch mit darunter liegenden elektrischen Spulen bestehen, sind in einem Integralträger zusammengefasst. Beim ICE 3 werden insgesamt acht Magnete verwendet, die einen ca. 1,5 Meter langen "Magnetstrang" mit vier Nord- und vier Südpolen bilden. Der Integralträger wird links und rechts mit Trägerarmen, die über die Achslager verbunden sind, in gehobener oder gesenkter Höhe gehalten.



Funktionsweise und Wirkungsprinzip

Bei der Einleitung einer Bremsung senkt sich der Integralträger mit den integrierten Bremsmagneten auf sieben Millimeter über die Schienenoberkante ab. Durch eine elektronische Ansteuerung entstehen Magnetfelder, die den Magnetstrang mit dem Schienenkopf koppeln.

Die eigentliche Bremsleistung ergibt sich durch die folgende Verwirbelung der einzelnen Felder: Die acht Magnetfelder pro Träger bilden in schneller Folge abwechselnd Nord- und Südpole aus. Dadurch wird der Schienenkopf von zeitlich veränderlichen Magnetfeldern durchflutet, was zu Spannungsinduzierungen in der Schiene und zur Ausbildung so genannter Wirbelströme führt. Die von diesen Wirbelströmen ausgehenden Magnetfelder treten in Wechselwirkung mit denen des Bremssystems im Drehgestell. Da die erzeugte magnetische Anziehungskraft der Fahrtrichtung entgegenwirkt, wird der Zug in seiner Geschwindigkeit fortlaufend verzögert.


Wirkungsprinzip der linearen Wirbelstrombremse (Quelle: DB AG)



Literaturquelle:

[1]  J. Janicki, H. Reinhard, M. Rüffer "Schienenfahrzeugtechnik", Bahn Fachverlag, 3. Auflage, 2013, S. 309

[2]  J. Janicki, H. Reinhard, M. Rüffer "Schienenfahrzeugtechnik", Bahn Fachverlag, 3. Auflage, 2013, S. 359

[3]  Knorr-Bremse: "Informer", Ausgabe 19 / April 2008, 2013, S. 9-11