5. Dr. Stefan Dörsch, DB Systemtechnik - Leiser Verkehr

Einführung der Verbundstoffklotzbremse 

Stand der technischen Entwicklung 

Seminar Schienenverkehrsgeräusche 

DB Systemtechnik GmbH 

Dr. Stefan Dörsch 

Leiter Bremstechnik, T.TVI 11 

Berlin, 24.11.2011

Durch den Einsatz von Verbundstoffsohlen wird eine Reduzierung des 

Rollgeräusches an seinem Ursprung im Rad/Schiene Kontakt erreicht. 

Glattes Rad 

(mit Verbundstoffsohle 

gebremst) 

Rauhes Rad 

(mit 

Graugusssohlen 

gebremst) 

DB Systemtechnik 

DB Systemtechnik GmbH, Dr. Stefan Dörsch, 24.11.2011 

Grundprinzip: “Glattes Rad auf glatter Schiene” 

Durch den Einsatz von Verbundstoffsohlen kann das 

Vorbeifahr- (Roll-)geräusch um etwa 10 dB(A) verringert 

werden, dies entspricht einer Halbierung in der 

Lärmwahrnehmung 

Zwei technische Ansätze liegen vor: K-Sohlen und LL- 

Sohlen 

Mit der K-Sohle existiert ein erprobter und vollständig 

zugelassener Sohlen-Typ für Neu-Fahrzeuge. Eine 

Umrüstung der Bestandsflotte auf K-Sohlen ist 

wirtschaftlich nicht tragbar, da dann die gesamte 

Bremsausrüstung des Fahrzeuges angepasst werden 

müsste. 

Die Erwartungen hinsichtlich einer schnellen und 

einfachen Umrüstung durch die LL-Sohle haben sich 

bislang noch nicht erfüllt. 

2

Reibwertcharakteristik K- und LL-Sohlen im Vergleich 

µ(v) 

momentaner Reibwert 

0,3 

0,2 

0,1 

0 

steigende Flächenpressung 

0 20 40 60 80 100 120 


Geschwindigkeit 

steigende Flächenpressung 

3 

leer 

beladen 

K-Sohle 

GG-P10 

bzw. 

LL 

v [km/h] 

Reibcharakteristik der 

Graugusssohle (bei 

sehr kleinem Reibwert- 

niveau) stark bestimmt 

durch 

� Reibgeschwindigkeit 

� Flächenpressung 

Auch diese in der 

Reibwerkstoffentw. 

sonst unerwünschten 

Eigenschaften müssen 

bei der LL-Sohle 

realisiert werden. 

Die K-Sohle kann 

dagegen den üblichen 

Entwicklungszielen 

genügen.

Technische Voraussetzung für das Erreichen der 

Lärmminderungsziele ist die Umrüstung der Güterwagen auf LL - Sohle 

Aus heutiger Sicht gibt es zur Umrüstung der Güterwagen auf Verbundstoffbremsklötze keine Alternative. 

Variante K 

Verfügbar, für Neubau kostenneutral 

einsetzbar 

Umrüstung teuer: 

Für Flotte in Deutschland 600 Mio€ 

4.500 bis 7.500 € pro Wagen (Stand 2009) 

Für Neufahrzeuge Pflicht 

Betriebliche Vorteile 


4 

Variante LL 

Für Betriebseinsatz noch nicht geeignet. 

Umrüstung: 

Für Flotte in Deutschland: 200 Mio€ 

1.500 bis 2.000€ pro Wagen 

K, LL und GG – Sohlen müssen 

nebeneinander eingesetzt werden. 

Aufgrund der Kostensituation kommt nur eine Umrüstung des bestehenden Wagenparks in der EU auf 

LL – Sohlen in Frage. Die größten Vorteil davon haben die Länder mit hohem Transitverkehr, also 

insbesondere Deutschland. 

Mit Einsatz der K-Sohle ist meist eine Erhöhung der Betriebskosten aufgrund der größeren 

Sohlenkosten und des größeren Radverschleißes zu beobachten. Ähnliches ist für die LL-Sohle zu 

erwarten. 

Die zugelassenen K-Sohlen-Sorten sind auf der UIC-Website www.uic.org verzeichnet.

Die Sicherheitsanforderungen in Europa sind vielfältig, 

Beispiel Verbundstoffsohle in Güterwagen 




Verträglichkeit 

mit Gleisfreimelde- 

einrichtungen 

Und mehr ….. 

Bremsstörungstest 

(feste Bremse) 

Sicherstellung 

des 

Bremsweges 

5 

DB AG 

Bremsleistung unter starken 

Winterbedingungen 

Fahrten in 

großem Gefälle 

Sven Eriksson, Green Cargo 

DB Systemtechnik

Die Sicherheitsanforderungen in Europa sind vielfältig, 

Beispiel Verbundstoffsohle in Güterwagen 

Umfangreiche Anforderungen für die Freigabe von Bremssohlen 

Prüfstandsversuche 

� Reibwertprüfungen (Reibwerthöhe und –konstanz, Reaktion 

auf Nässeeinflüsse, Reaktion auf größere thermische 

Belastungen, Dauerbremsungen zur Gefällesimulation) 

� Prüfung auf Neigung zu metallischen Einschlüssen 

� Nachweis der Winterbremseigenschaften 

� Prüfung für außergewöhnliche Beanspruchung 

(Bremsstörungstest) 

� Prüfung auf Verträglichkeit mit Gleisfreimeldeanlagen 

� Prüfung auf statischen Reibwert (Handbremse) 

Abhängeversuche mit Fahrzeugen auf der Strecke zur 

Bestimmung des Bremsweges 

Betriebsversuche 


6 



Situation im Güterverkehr 

Die Geräuschreduzierung ist eine der Herausforderungen im Güterverkehr 

Der Schienenlärm ist an der Spitze der politischen Agenda (Stichwort: lärmabhängige 

Trassenpreissysteme). 

Die Reduzierung des Lärms am Entstehungsort (im Rad-Schiene Kontakt) durch den Einsatz von 

Verbundstoffsohlen ist ein wichtiger Ansatzpunkt, der große Investitionen und Instandhaltungskosten im 

Bereich der Infrastruktur vermeidet (Lärmschutzwände). 

Um einen flächendeckenden Lärmminderungseffekt zu erhalten, muss die Bestandsflotte in eine Umrüstung 

einbezogen werden. 

Eine Umrüstung darf die intermodale Wettbewerbsfähigkeit des Güterverkehrs nicht gefährden. 

K-Sohlen stellen die Lösung für Neufahrzeuge dar, eine Umrüstung der Bestandsflotte auf einen Einsatz mit 

K-Sohlen lässt sich aber wirtschaftlich nicht darstellen. 

LL-Sohlen stellen eine vielsprechende, wirtschaftliche 

Lärmminderungsmaßnahme für die Bestandsflotte dar, aber … 

Die LL- Sohle benötigt weitere Entwicklungsschritte und kann derzeit noch nicht flächendeckend eingesetzt 

werden. 

Weitere umfangreiche und gut dokumentierte Feldversuche sind erforderlich, um das Problem der 

äquivalenten Konizität zu lösen und die LC-Kosten des Systems besser abschätzen zu können. 


7

Hauptziele des EuropeTrains der UIC 

1. Der EuropeTrain soll den Lösungsprozess für das Problem des Anstieges der 

äquivalenten Konizität bei Einsatz von LL-Sohlen beschleunigen 

• Verifizierung der Einflusses von Sohlengeometrie und Sohlenposition auf 

dem Rad (UIC-Arbeitsgruppe B126.13C) 

• Vertiefen des Verständnisses hinsichtlich der Grenzwerte der äquivalenten 

Konizität und der Effekte in Hinblick auf die Laufeigenschaften 

(UIC SectorExpertTeam 04) 

2. Der EuropeTrain soll Betriebserfahrungen hinsichtlich der Verschleißes von LL- 

Sohlen und Rad (LCC) in kurzer Zeit und hoher Qualität liefern. 


8

EuropeTrain 

Das Grundkonzept 

� Ein Zug mit 30-40 repräsentativen Wagen, der 

nur für die Betriebserprobung von LL- 

Bremsklotzsohlen durch Europa fährt 

� Versuchsdauer mindestens ein Jahr, inklusive 

aller Klimabedingungen 

� Erreichte Laufleistung mindestens 

200.000 km 

� Alle in Europa auftretenden Betriebsbedingungen 

müssen abgedeckt sein, z. B. 

Fahrten auf verschiedenen Gefällestrecken 

mit verschiedenen Betriebsarten, arktische 

Wintergebiete, heiße Regionen 


9 

Stefan Dörsch 

Stefan Dörsch 

Sven Eriksson, Green Cargo 

DB AG

29 Eisenbahnen unterstützen das Projekt, die meisten beteiligen sich 

auch am Betrieb des Zuges, 4 Industriepartner 

• AAE 

• BDK 

• BLS *) 

• BV 

• CD 

• CFL CARGO *) 

• CFR MARFA *) 

• CP *) 

• DB AG *) 

• FS *) 

• GREEN CARGO *) 

• HZ 

• Infrabel *) 

• JBV 

• MAV Rt. *) 


• NRIC 

• ÖBB *) 

• RCH (ex MAV CARGO) *) 

• PKP *) 

• PRORAIL *) 

• RFF *) 

• SBB/CFF/FFS *) 

• SNCB / NMBS 

• SNCF *) 

• SZ 

• VR *) 

• ZS *) 

• ZSR *) 

• ZSSK CARGO *) 

*) Diese Eisenbahnen haben die Berliner Resolution zum EuropeTrain im September 2009 gezeichnet. 

10 

4 Bremssystem- und 

Bremssohlenhersteller 

unterstützen das Projekt 

mit nennenswerten 

Geldbeträgen 

• Faiveley Transport 

• Knorr Bremse 

• ICER Brakes 

• Wabtec (Becorit / 

CoFren)

Zugdarstellung 

Hbbillns 305 

D D 

Remms (R10) 

C C 

Remms (R10) 

D D 

A 

Rs (R80) 

Test Configuration: A IB 116* B IB 116* Kombi C GG D C 952-1 E IB116*/C952-1 


Hbbillns 305 

C C 

Hbbillns 305 

D D 

Remms (R10) 

C C 

Remms (R10) 

D D 

A 

A 

11 

Hbbillns 305 

D D 

Hbbillns 305 

D D 

Remms (R10) 

D D 

A 

Rs (R80) 

Rs (R80) 

A 

A 

Remms (R10) 

D D 

A 

Rs (R80) 

A 

…

… 

Zugdarstellung 

C 

Sggmrs 

Sggmrs 

A E 

D 

Eanos 537 7 

C C 

Eanos 537 7 

D D 

D 

Eas 

Shimmns-tu 718 

B B 


D 

C 

Eanos 537 7 

C C 

C 

Eas 

Shimmns-ttu 722 

A A 


C C 

C 

C 

12 

Sggmrs 

A E 

D 

Sggmrs 

A E 

D 

C 


A A 

Eanos 537 7 

D D 

Test Configuration: A IB 116* B IB 116* Kombi C GG D C 952-1 E IB116*/C952-1 

Eas 

C 

D 

Shimmns-tu 718 

B B 

Eas 

D

Der Zuglauf für den EuropeTrain ist in verschiedene Schleifen mit 

typischen Merkmalen unterteilt 

Der Zuglauf ist in einer blumenförmige Konfiguration mit verschiedenen Schleifen 

(jeweils ca. 12.500 km) geplant, die jeweils an einem zentralen Punkt (Minden, 

Deutschland) beginnen und enden, wo regelmäßige Messungen, Inspektionen und 

ggf. Instandhaltung erfolgen: 

Loop 1 Winter-Flachlandschleife (Skandinavienschleife) 1 Lauf geplant 

Loop 2a Sommer-Flachlandschleife (Frankreich) 4 Läufe geplant 

Loop 2b Sommer-Flachlandschleife (Deutschland 

Rheintalschleife) 

Loop 3 Transalpinschleife 

(Winter- und Sommerbedingungen) 

Mit diesen Schleifen sind alle relevanten klimatischen, topografischen und 

betrieblichen Gegebenheiten in Europa ausgewogen abgedeckt. 


13 

2 Läufe geplant 

2 Läufe geplant 

Loop 4 Ostschleife 2 Läufe geplant 

Loop 5 Sommermix-Schleife (Italienschleife) 2 Läufe geplant 

offen 3 Läufe noch offen 

Insgesamt ca. 200.000 km 16 Läufe geplant

11 Umläufe sind geplant, weitere Umläufe werden geplant, um das Projektziel 

zu erreichen 

1 06.12.10 – 06.01.11 Loop 1 Winter Flachland Loop (Skandinavien Loop) nur 1 Umlauf geplant � 

2 27.01. - 11.02.11 Loop 2b Sommer Flachland Loop (Deutschland / Rheintal Loop) 1 Umlauf geplant � 

3 26.02. - 17.03.11 Loop 2a Sommer Flachland Loop (Frankreich Loop) 3 Umläufe geplant � 

4 07.04. – 02.05.11 Loop 4 Ost Loop (Polen) 1 Umlauf geplant � 

5 14.05. – 01.06.11 Loop 3 Transalpin Loop (Schweiz) (Sommerbedingungen) 1 Umlauf geplant � 

6 17.06. – 17.07.11 Loop 5 Sommer Mix Loop (Italien Loop) 1 Umlauf geplant � 

7 29.07. - 23.08.11 Loop 2a Sommer Flachland Loop (Frankreich Loop) 2 Umläufe geplant � 

8 06.09. – 26.09.11 Loop 3 Transalpin Loop (Österreich) (Sommerbedingungen) 

9 14.10. – 02.11.11 Loop 4 Ost Loop (Polen und Slowakei) 


14 

Geplante Umläufe 

erledigt 

Geplante Umläufe 

erledigt 

10 25.11. – 18.12.11 Loop 2a Winter Flachland Loop (Frankreich Loop) 1 Umlauf geplant 

11 05.01.12 - 25.01.12 t.b.d. 

12 t.b.d. t.b.d. 

13 t.b.d. t.b.d. 

14 t.b.d. t.b.d. 

15 t.b.d. t.b.d. 

16 t.b.d. t.b.d. 

Noch zu planen (Beteiligungen bestätigt): 

1 Sommer Mix Loop (Italien Loop) 

1 Sommer Flachland Loop (Frankreich Loop) 

1 Sommer Flachland Loop (Deutschland / Rheintal Loop) 

Noch offen (Beteiligungen müssen noch verhandelt 

werden): 

3 weitere Umläufe 

Summe Ca. 200.000 km 

16 Umläufe 

geplant 

Updated: 22.11.2011 

� 

�

Für jeden Umlauf wird ein Beurteilungsblatt erstellt, wo die 

wichtigen Parameter des Umlaufes zusammengefasst werden 

Zusammenfassung 

Höhenprofil 


Bremsdruck 


15 

Strecke 

Temperatur 

Bremsdauer 

Durchschntlich 

e Verzögerung

Wagenspezifische Beurteilungsblätter bzgl. der Laufstabilität pro 

Umlauf 

Zusammenfassun 

g 


s- abhängigkeit 

Max. 

Beschleunigun 

g 



16 

Querbeschleu 

nigung 

Drehgestell 1 

Querbeschle 

unigung 


Querbeschle 

unigung 


Querbeschle 

unigung 

Drehgestell 2

Stationäre Messungen in Minden 

(ca. 14 Tage pro Stopp) 

Laufstabilitäts- 

messungen 

Umladen 

Minden 


Laufstabilitäts- 

analyse 

Bremstechnisch 

e Messungen 

Messtechnik umbauen 

Bremstechnische Analyse 

17 


Verschleiß der Bremssohlen ist pro Umlauf analysiert, unter 

Berücksichtigung der Umlaufbedingungen 


18

Analyse der Entwicklung der äquivalenten Konizität über die 

Laufkilometer, unter Berücksichtigung der Umlaufparameter 


19

Parallel durchgeführte UIC 518 Tests werden analysiert mit Hilfe 

von Querbeschleunigungsaufzeichnungen pro Wagen 

Status: 15.03.2011 

EuropeTrain test train configuration for UIC 518 

Measuring coach 


Dienstmh 327 

63 80 99-40020-9 

Shimmns-tu 

31 80 46 72 108-6 

BR 110 169-0 

16,5 m 

Sggmrs 

33 68 49 64 234-1 

Sggmrs 

33 68 49 64 220-0 

v max = 100 km/h bzw. 120 km/h 


v 

Sggmrs 

37 80 49 52 042-2 

26,4 m 29,6 m 

29,6 m 

12,1 m 

Accelerometer (y-direction) 

Data-logger 

Messwagen 

29,6 m 

Total train length over all: 143,8 m 

Datenlogger 

20

Ergebnisse / Feststellungen der ersten 

Zwischenberichtes B126 / RP 43 

4 Umläufe mit Laufleistung von ca. 40.000 km wurden analysiert 

� Aufzeigen klarer und verlässlicher Ergebnisse bzgl. der Projektziele ist noch nicht möglich 

aufgrund der kurzen Laufleistung 

� Bis jetzt sind keine Erkenntnisse gewonnen worden, die das Fortführen des Projektes gefährden 

könnten 

� Hauptbeobachtungen und Erkenntnisse sind: 

– Sohlenverschleiß variiert stark in Abhängigkeit der Umlaufbedingungen (Bsp.: erster 

Schwedenumlauf mit seinen speziellen topografischen und harten klimatischen 

Bedingungen) 

– Analyse von Rad- und Sohlenprofil der Wagen mit angepassten Sohlenpositionen zeigt, 

dass weitere Messungen nötig sind, um die Effekte zu verstehen 

– Laufstabilitätsmessungen zwischen den Umläufen und während des ersten UIC 518 Tests 

zeigen, dass Wagen mit einer äquivalenten Konizität größer 0,23 die Sicherheitskriterien des 

MB UIC 518 einhalten, aber teilweise anderes unerwünschtes Verhalten zeigen, welches 

weiter untersucht werden muss 


21

Aussagen / Erkenntnisse für die weitere Durchführung 

des Projekts 

� Aktuelle Situation (11/2011): EuropeTrain hat 9 Umläufe mit ca. 105.000 km geleistet 

� Die Weiterführung des Projektes ist unerlässlich (weiter Umläufe und Analysen) für die 

endgültige Zulassung 

� Es ist beabsichtigt mindestens einen weiteren Winterumlauf in Skandinavien durch zu 

führen, wie im Dezember 2010, wo nicht die gesamte Messausrüstung zur Verfügung stand 

� Die zweite Version des Zwischenberichts mit Ergebnissen aus dann ca. 105.000 km ist zu 

Beginn 2012 geplant 

� Zur äquivalenten Konizität: 

– Nach derzeitigen Festlegungen ist alle 25000 km in einem aufwendigen Verfahren das 

Radprofil zu überprüfen. 

– Dies ist machbar für einen Testzug, eine flottenweite Umsetzung für den Regelbetrieb 

ist nicht möglich und würde den Güteverkehr als Ganzes in Frage stellen. 

– Eine deutliche Verlängerung dieser Intervalle ist für die Einführung der LL-Sohle somit 

unerlässlich (� Sammlung von Erfahrung durch den ET) 

DB Systemtechnik GmbH, Dr. Stefan Dörsch, 24.11.2011 22

Weiteres Vorgehen 

1. Dauer: Mit allen geplanten Umläufen ist die Laufleistung von 200.000 km nicht vor dem 3. 

Quartal 2012 zu erwarten. 

2. Beschleunigung schwierig: Ein minimales Intervall von 2-3 Wochen zwischen den 

Umläufen für Umladevorgänge, Messgeräteumbauten, Wartung und zusätzliche Tests für 

einige Wagen ist nötig 

3. Zwischen den Umläufen: Dadurch, dass einige Wagen gewartet / repariert oder für 

zusätzliche Test benötigt werden, hat nur eine begrenzte Anzahl an Wagen die gesamte 

Laufleistung des Zuges erreicht! 

4. Ergebnisauswertung: Datenbearbeitung und abschließende Messungen nach dem letzten 

Umlauf mit dem nötigen Beurteilungsprozess wird mindestens 2 Monate in Anspruch 

nehmen. 

5. Parallel hierzu: die ERA hat im November 2011 zur Beteiligung an einem WP zur Klärung 

des offenen Punktes “composite brake blocks” in der TSI aufgerufen: 

Beginn WP 01/2012, Ende WP 01/2013 

6. Beurteilung: Ein Einsatz der LL Bremssohle wird somit nicht vor Ende 2012 / Anfang 2013 

möglich sein! 


Zusammenfassung 

� Verbundstoffsohlen sind ein wirksames Mittel zur Lärmreduzierung des Schienenlärms an der Quelle. 

� Zur Erreichung umfassender Lärmreduzierungseffekte ist eine Berücksichtigung des 

Bestandswagenparks erforderlich. 

� K-Sohlen sind zugelassen und verfügbar, für einen Umrüstung von Bestandsfahrzeugen im großen 

Stil aber aus Kostengründen nicht geeignet. Der Einsatz der K-Sohle ist meist mit einer Erhöhung der 

Betriebskosten verbunden. 

� Die LL-Sohle soll die Graugusssohle direkt substituieren können. Das System LL-Sohle ist aber noch 

nicht zugelassen. Ein Hauptgrund hierfür ist die teilweise schnelle Veränderung des Radprofils aus 

Verschleißgründen. 

� Der EuropeTrain soll unter anderem den Lösungsprozess für das Problem dieses Anstieges der 

äquivalenten Konizität bei Einsatz von LL-Sohlen beschleunigen. 

� Weitere Aktivitäten zur Zulassung und Verbesserung der LL-Sohlen (und K-Sohlen) sowie zur 

Erstellung eines Regelwerkes sind im nationalen und internationalen Rahmen angestoßen. 

� Mit einer Zulassung der LL-Sohle ist auch bei Vorliegen pos. Ergebnisse nicht vor Ende 2012 / 

Anfang 2013 zu rechnen. 


24


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 

Für weitere Informationen: 

>>> http://EuropeTrain.uic.org

Äquivalente Konizität 

1. Die Äquivalente Konizität beeinflusst die Laufstabilität eines Wagens und ist somit eine der 

Sicherheitsgrößen für Entgleisungen 

2. Mit Graugusssohlen ändert sich die äquivalente Konizität nur wenig, da die Graugusssohle 

das Rad nur wenig verschleißt. 

3. Im Betrieb zeigen einige LL-Sohlen einen deutlichen Anstieg der äquivalenten Konizität bei 

geringer Laufleistung. 

4. Eine Erstprüfung der äquivalenten Konizität von LL gebremsten Radsätzen ist derzeit nach 

50.000 km und dann alle weiteren 25.000 km gefordert. 

5. Solch kurze Wartungsintervalle aufgrund der Reprofilierung der Radsätze würde den 

Güterverkehr unabhängig von den zusätzlichen finanziellen Aufwänden gefährden. 

Es ist verständlich, dass solche Messhäufigkeiten nur während der Testphase des 

EuropeTrain durchgeführt werden können und nicht unter normalen 

Betriebsbedingungen.

5. Dr. Stefan Dörsch, DB Systemtechnik - Leiser Verkehr

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