Entgleisungsdetektion im Schienengüterverkehr – Analyse der Einflüsse auf die Zuglängsdynamik

Daniel Bing
Kurzfassung Die verbindliche Einführung von Entgleisungsdetektoren im Schienengüterverkehr ist ein seit mehreren Jahrzehnten kontrovers diskutiertes Thema. Im Rahmen dieser Arbeit werden neben den eisenbahnbetrieblichen, vor allem die Auswirkungen einer Bremseinleitung durch fahrzeugseitige Entgleisungsdetektoren auf die Längsdynamik des gesamten Zuges dargestellt. Ein Schwerpunkt liegt auf der Modellbildung des Systems Güterwagenbremse, da dies die Grundlage für die Simulationsrechnungen bildet. Mittels Mehrkörpersimulationsrechnungen werden die Einflüsse von Bremseinleitungen an verschiedenen Wagenpositionen betrachtet. Eine Bremseinleitung durch einen Entgleisungsdetektor kann zu höheren Längsdruckkräften führen als eine Bremseinleitung durch den Triebfahrzeugführer. Im Rahmen der Arbeit werden daher Möglichkeiten erarbeitet und bewertet, um die auftretenden Längsdruckkräfte in diesem Fall zu reduzieren.
Aber auch andere Faktoren, wie die Verwendung verschiedener Bremssohlentypen, weisen einen großen Einfluss auf die Zuglängsdynamik auf. So können insbesondere beim Einsatz verschiedener Bremssohlenwerkstoffe innerhalb eines Zuges deutlich höhere Längsdruckkräfte auftreten. Des Weiteren wird betrachtet, wie sich Längsschwingungen aufgrund einer unerkannten Entgleisung eines einzelnen Wagens im Zugverband ausbreiten. Es zeigt sich, dass es für den Triebfahrzeugführer nicht möglich ist, eine Entgleisung eines weiter hinten im Zugverband eingereihten Wagens zu bemerken. Er ist daher dringend auf  technische Hilfsmittel, wie Entgleisungsdetektoren, angewiesen.



Abstract

The mandatory introduction of derailment detectors in rail freight transport has been a controversial topic for several decades. In this work, the effects of braking initiation by vehicle derailment detectors are shown on the longitudinal train dynamics.One focus is on the modelling of the system freight car brake, as this forms the basis for the simulations. Using multi-body simulation the influences of brake initiation at different wagon positions are considered. A braking application by a derailment detector can lead to higher longitudinal compressive forces as a braking application by the driver. As part of the work there were possibilities developed and evaluated to reduce the longitudinal compressive forces. However, other factors such as the use of various materials of brake shoes, have a large influence on the longitudinal train dynamic. Thus, ignificantly higher longitudinal compressive forces occur in particular the use of different brake shoes materials within a train. Furthermore longitudinal oscillations due to an undetected derailment of a single wagon in the train were investigated. It turns out that it is in many cases not possible for the driver to notice a derailment of a wagon especially at the end of the train. It is therefore strongly dependent on technical systems, such as derailment detectors.