Spur H0

RE: Versuche mit 60 Promille Steigung

 von Viet Bui , 01.02.2017 23:09

Liebe Modelleisenbahner!

Das Thema Steigungen bei der Modelleisenbahn wird durchaus kontrovers geführt. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse vieler Modelleisenbahner sind enge Radien und große Steigungen unabdingbar, da muss sich der Güterzug in einem Gleiswendel hochquälen oder es werden Steigungsstrecken gebaut, um andere Ebenen zu erreichen. Ebenso wie kleine Bogenhalbmesser sind größere Steigungen im Forum verpönt, mit dem Hinweis, das sei alles nicht vorbildgerecht (solche Töne kommen auch von Kollegen, die verkürzte Wagen einsetzen). Ich habe Stephan-Alexander Heyn versprochen, dass ich diesbezüglich einen Test durchführe.


146 239-9 schiebt ihre Regionalbahn von Seebrugg nach Freiburg (Breisgau). Die Dreiseenbahn ist im Vergleich zur Höllentalbahn regelrecht flach. Die Lok mit ihrer auffälligen Seitenwerbung werde ich im Modell umsetzen, mehr erfahrt Ihr in meinem Schwarzwaldbahn-Bericht (Bildnachweis: Andreas Hackenjos)

Bevor wir uns meinem Versuch (und dessen Ergebnis) widmen, möchte ich Einblicke in das Vorbild geben. Im realen Eisenbahnbetrieb versucht man, Längsneigungen niedrig zu halten, um die Betriebskosten gering zu halten und Betriebserschwernisse (wie z.B. durch verkürzte Züge oder Nachschiebebetrieb) zu vermeiden. Gerade im südlichen Teil Deutschlands mit seinen vielen Mittelgebirgen ist es nicht immer möglich, die Steigungen unterhalb von 25 Promille zu halten, das würde derart viele Kunstbauwerke wie Tunnel und Brücken erfordern, dass die Baukosten in keinster Weise darstellbar wären. Daher gibt es auch bei der großen Eisenbahn außergewöhnliche Längsneigungen: Die Höllentalbahn ist die steilste Hauptbahn Deutschlands: Zwischen den Bahnhöfen Himmelreich und Hinterzarten legen die Züge 430 Höhenmeter auf 11,7 Kilometer Streckenlänge zurück und überwinden teilweise Längsneigungen von bis 57,14 Promille. Aber auch Rennstrecken wie z.B. die Schnellfahrstrecke zwischen Köln und Frankfurt (Main) weisen Steigungen von bis zu 40 Promille auf, so dass nur Züge der ICE3-Familie (403, 406 und 407) die Strecke planmäßig befahren dürfen.
Doch mit ihren 57,14 Promille ist die Höllentalbahn nicht das Ende der Fahnenstange. Im Ädhosionsbetrieb ist weit mehr möglich, dazu schauen wir in die schwäbische Provinzhauptstadt Stuttgart, alleine die Topografie Stuttgarts im Talkessel lässt erahnen, dass die Stadtbahn eine besondere ist: Hier fahren Doppeltriebwagen des Typs DT8, welche über einen Allachsantrieb auf allen acht Achsen verfügen. Die Stadtbahnfahrzeuge sind für 85 Promille oder gar 90 Promille (Stadler Tango/DT8.12) zugelassen. Die Fahrzeuge sind in der Lage, in solchen Steigungen anzufahren oder schadhafte Fahrzeuge abzuschleppen. Der steilste Abschnitt in Stuttgart ist die Alexanderstraße zwischen den Haltestellen Olgaeck und Eugensplatz. Doch wem das nicht genug ist, dem sei die "Zacke" nahegelegt, sie verbindet den Stuttgarter Stadtteil Degerloch mit dem Marienplatz und befährt dabei Steigungen mit 200 Promille.


Am Höllsteig kurz vor dem Ravenna-Viadukt entstand dieses Bild. Der Neigungswechsel ist unübersehbar.

Dann gibt es noch ganz extreme Längsneigungen: Die Straßenbahn Lissabon hat Steigungen von bis zu 135 Promille. Wohlgemerkt ohne Zahnrad!


Die Straßenbahn Lissabon weist große Steigungen auf; interessant ist die Gleisverschlingung, mit einem Halbmesser von gerade einmal neun Metern. (Bildnachweis: Till Tischer)


Ein kleiner Heimatbezug.

Doch nun zum Versuch:
Jahrelang war die Höllentalbahn das Revier der BR 143. Aufgrund begrenzter Grenzlasten darf eine Lok dieser Baureihe nur drei Doppelstockwagen (und theoretisch noch einen n-Wagen) nach Neustadt hochziehen. In der Hauptverkehrszeit begann im Freiburger Hbf das große Rangieren, die Züge wurden um einen weiteren Mittelwagen ergänzt mit einer zweiten Lok. Nachdem Stuttgart einige BR 146.2 nach Freiburg abgegeben hat, wurden die BR 143 im Dezember 2016 abgelöst. Die 5,6 MW starken TRAXX-Loks sind in der Lage, alleine fünf Doppelstockwagen hochzuziehen. Außerdem können sie Bremsenergie ins Netz zurückspeisen, was auf einer solchen Strecke von großem Vorteil ist.

Genau das habe ich nun im Modell umgesetzt. Ich habe eine Strecke mit zwei Metern aufgebaut, dabei werden 12 cm Höhe, also 60 Promille Steigung, überwunden. Der Testzug bestand aus einer BR 146.2 von Roco (62500) sowie fünf Doppelstockwagen von Hobbytrade. Diese sind äußerst schwergängig, da jeder Radsatz mit zwei Radschleifern ausgestattet ist. Die Lok steht wie im Vorbild talaufwärts.
Die Physik ist leicht erklärt. Die Zugkraft ergibt sich aus Fahrzeugmasse * Fallbeschleunigung * Haftwert. An der Fallbeschleunigung kann man nur schwer etwas ändern, man kann die Loks mit Ballast beschweren (wie z.B. bei den MTAB IORE) oder den Haftwert verbessern, in dem man Sand wirft (Vorbild) oder Haftreifen (Modell) nutzt. Der Zugkraftüberschuss muss größer sein als der Widerstand der Wagen, damit der Zug sich bewegt.

Meine Lok wiegt 600g und besitzt einen fünfpoligen Mittelmotor mit Antrieb über alle Achsen. Im normalen Betrieb verzichte ich komplett auf Haftreifen, da ich für mich entschieden habe, dass die Nachteile den Vorteilen überwiegen.
Ohne Haftreifen hat die Lok den Zug keinen Millimeter bewegt, die Lok war am Schleudern; der Zug rutschte bereits bei einem kleinen "Anstupser" herunter.
Mit zwei Haftreifen auf einem Radsatz setze sich der Zug zuverlässig in Bewegung. Ein sicherer und zuverlässiger Betrieb wäre daher möglich.


Hier wird deutlich, wie steil 60 Promille sind.


Provisorisch mit Büchern, Originalverpackungen und Fachzeitschriften (verzeiht mir, dass ich die Bibel dazu verwendet habe) wurde die Versuchsstrecke gebaut.


Da die Wagen maßstäblich lang sind, bleibt nicht mehr viel Strecke übrig. Doch genug Strecke, um den Beweis zu erbringen.


Die Zugkraft muss größer sein als sin(a)*G, dem Steigungswiderstand Ws, sein. Ansonsten wird sich der Zug nicht bewegen. Schleudert die Lok, dann reicht der Haftwert oder die Masse nicht aus, die Kraft auf das Gleis zu bringen. Verzeiht die laienhafte Formulierung, allerdings wollte ich es möglichst einfach erklären.

Wer also die Höllentalbahn im Modell umsetzen möchte, muss sich nicht für 6% Steigung rechtfertigen. Allerdings muss damit gerechnet werden, dass der Verschleiss erhöht sein wird. Durch die größeren Kräfte im Antriebsstrang werden das Getriebe und auch die Haftreifen stärker abgenutzt.

Was ich Euch mit diesem Beitrag sagen wollte?
Verurteilt nicht andere Modelleisenbahner, die auf größere Steigungen angewiesen sind, dass sie "Achterbahnen" betreiben.


Ich bin gespannt auf Eure Meinungen und Einschätzungen!

Grüße,
Viet Bui

Viet Bui

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