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Karlsruhe Warum Bahnen quietschen: Das wollen KVV und KIT mit einer High-Tech-Straßenbahn herausfinden

Sie sieht aus wie eine ganz normale Karlsruher Straßenbahn, doch in ihrem Inneren steckt eine Menge cleverer High-Tech: Wer in die Straßenbahn mit der Nummer 348 steigt, befindet sich mitten in einem Forschungsprojekt. An allen Ecken und Enden ist der Zug mit Messinstrumenten ausgestattet, um den Karlsruher Bahnverkehr sicherer und komfortabler zu machen. Unter anderem soll er dabei die Frage beantworten: Warum quietschen eigentlich die Schienen?

Straßenbahnen gibt es in Karlsruhe viele - ältere wie neuere Modelle - doch keine ist so modern wie die mit der Nummer 348: die "Mess-Straßenbahn". Von außen ist sie fast nicht von den anderen Bahnen zu unterscheiden, doch von innen umso mehr, denn: In ihr steckt eine Menge High-Tech. Nun ist sie seit rund einem Monat auf den Karlsruher Schienen unterwegs.

Vollgestopft mit modernster Technik

Dabei befördert sie aber nicht einfach nur die Fahrgäste - die Bahn sammelt auf ihren Fahrten Daten über Daten. Dafür ist sie sowohl im Innenraum, auf dem Dach als auch am Unterboden mit Messinstrumenten ausgestattet.

Fährt mit allerlei Messtechnik durch Karlsruhe: Die Mess-Straßenbahn der AVG
Fährt mit allerlei Messtechnik durch Karlsruhe: Die Mess-Straßenbahn. | Bild: AVG

Die Daten sollen helfen, das Bahnfahren in Zukunft komfortabler, sicherer und energieeffizienter zu gestalten. Es ist ein gemeinsames Forschungsprojekt der Albtal-Verkehrs-Gesellschaft (AVG) und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Bahn fährt im täglichen Fahrgastbetrieb

Die Praxis, mit Messfahrzeugen das Streckennetz abzufahren und zu untersuchen, ist allerdings nicht neu: Andere Messzüge untersuchen die Gleise bereits auf etwaige Schäden. Diesen Bahnen gegenüber hat der neue High-Tech-Zug aber eine Besonderheit: Er wird im laufenden Fahrgastbetrieb eingesetzt. "Dadurch bekommen wir nicht nur die Veränderungen an der Strecke mit, sondern können darüber hinaus die tatsächliche Belastung durch das Fahrzeug erfassen", sagt Philip Otto, Leiter des Projektes am Institut für Fahrzeugsystemtechnik am KIT. 

Joachim Hettel, Projektbeauftragter bei den Verkehrsbetrieben Karlsruhe, zeigt einige Komponenten, die zur Erfassung der Daten in die Mess-Straßenbahn eingebaut wurden.
Joachim Hettel, Projektbeauftragter bei den Verkehrsbetrieben Karlsruhe, zeigt die Technik im Fahrzeuginneren. | Bild: AVG

Das heißt: Wer in Karlsruhe regelmäßig Bahn fährt, sitzt also früher oder später wohl auch mal in der Mess-Straßenbahn. "Die Straßenbahn fährt auf keiner festen Strecke, sie wird rundum geschickt und ist mal hier und mal dort in Karlsruhe unterwegs", so Sarah Fricke von der AVG im Gespräch mit ka-news.de.

Warum quietschen Bahnen überhaupt?

Ein Problem, dass die Bahn auf ihren Fahrten untersucht: Das lästige Quietschen der Wagen, denn: Fahren die Züge auf geraden Strecken meist relativ geräuschlos, ist das Quietsch-Geräusch umso wahrscheinlicher, je enger eine Kurve ist. Es entsteht, wenn der Spurkranz des Rades - eine Erhöhung, die die Bahn in der Spur hält - an den Schienenkopf anläuft. "Ganz vermeiden kann man das Quietschen nicht, es lässt sich aber beispielsweise durch eine selektive Spurkranzschmierung reduzieren", sagt Otto.

Mikrofone und GPS-Daten verraten, wo es quietscht

Wie lässt sich nun herausfinden, wo es auf den Karlsruher Schienen besonders laut quietscht? Ganz einfach: Mit Mikrofonen. "Die Messmikrofone befinden sich im Bereich des vorderen und hinteren Drehgestells. Auf dem Fahrzeug befindet sich ein Datenrekorder, der die Messwerte erfasst und über das LTE-Netz zu uns ins Institut überträgt", sagt der Projektleiter auf Nachfrage von ka-news.de.

(Symbolbild)
An welcher Stelle quietsche die Bahn, wenn sie über die Schienen rollt? (Symbolbild) | Bild: Melissa Betsch

Zeitgleich mit dem Quietschen wird über GPS-Daten die Position der Bahn erfasst. "So können wir die für unsere Auswertung interessanten Stellen im Netz ganz leicht finden", weiß Otto. Auch die Geschwindigkeit der Bahn wird für die spätere Analyse aufgezeichnet.

Bahnen sollen zukünftig auch leiser rollen

Doch nicht nur das Quietschen sorgt bei fahrenden Bahnen für einen störenden Lärmpegel. Ebenso sollen mit den gesammelten Daten der Mess-Straßenbahn zukünftig laute Rollgeräusche reduziert werden. Sie entstehen durch den Verschleiß an den Radlaufflächen, die beispielsweise durch Notbremsungen oder Unebenheiten auf den Schienen entstehen.  

Bild: Thomas Riedel

Neben unerwünschten Geräuschen wollen KIT und AVG mithilfe der cleveren Straßenbahn auch anderen Faktoren auf die Spur kommen: Von Beschleunigungssensoren über die Sonneneinstrahlung bis zur Luftfeuchtigkeit: Es gibt fast nichts, was die Mess-Straßenbahn nicht misst. Sogar der CO2-Gehalt der Luft im Inneren des Fahrzeugs wird erfasst - denn je höher die CO2-Konzentration, desto mehr Menschen sind gerade in der Bahn. Auch die Klimatisierung der Bahnen könnte mithilfe der Daten verbessert werden

Bis die Verbesserungen kommen, dauert es noch 

Doch so zukunftsweisend die Arbeit des neuen Mess-Zuges klingt: Vorerst werden die Daten erst einmal nur erhoben und ausgewertet. "Bis es soweit ist, dass die Ergebnisse für die Fahrgäste spürbar werden, ist schwer zu sagen", sagt Philip Otto gegenüber ka-news.de. "Die Auswirkungen werden wohl erst in den folgenden Fahrzeug-Generationen bemerkbar sein."

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  •   Der_dunkle_Turm
    (726 Beiträge)

    27.06.2019 12:49 Uhr
    Bei einem WDR
    gabs eine sehr plausible Doku. Da wird das Problem anschaulich erläutert und auch eine Lösung präsentiert.

    Warum wird dieses Wissen hier nicht geteilt? Das weiß man auch bei den Verkehrsbetrieben und beim KIT. Man muss vielleicht nut die richtigen Fragen stellen.

    Statt dessen Geprotze mit den vielen nicht näher erläuterten Sensoren abzuschreiben.

    Mir sind solche Artikel definitiv zu flach. Habt Ihr keine technisch neugierigen und versierten Redakteure?
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  •   dipfele
    (5911 Beiträge)

    27.06.2019 15:29 Uhr
    Quitschen wurde erkannt....
    … durch anlaufen des Spurkranzes an die bogenäussere Schiene. Die Räder sind fest auf die Achswellen aufgezogen, sodass "bei Durchfahren gekrümmter Gleisstränge eine Schrägstellung der Räder gegen die Schienenachse" eintritt lt. Sammlung Göschen Ausgabe 1911.Der "Strassenbahn- Fahrmeister" von 1948 stellt fest: "Bei zu großem Abstand der fest eingebauten Achsen tritt in engen Kurven ein Zwängen ein....Dies führt , abgesehen von der Geräuschbelästigung, zu einer übermässigen Abnutzung der Schienen und Radreifen..." Wo das Quitschen herkommt, weis man schon gesichert seit über 100 Jahren. Abhilfe kann man M.E. nur durch Änderung des Fahrwerkes schaffen, d.h. durch Verkleinerung des Achstandes im Drehgestell. Der beträgt z. B. in Strassburg =1.400 mm, bei den NET 2012 = 1.800 mm. Auch der Laufkreisdurchmesser der Räder dürfte entscheidend sein: Strassburg 660 mm, NET 2012 = 680 mm.
    Die geringeren Drehgestellabmessungen dürften kaum noch zu Kurvenquitschen neigen.
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  •   dipfele
    (5911 Beiträge)

    27.06.2019 15:59 Uhr
    Aber wie wirken sich...
    .. kleiner Drehgestellabmessungen bei höheren Geschwindigkeiten bis 100 km/h aus?
    Abgesehen vom Quietschen ist der Fahrkomfort entscheidend. Der hängt wiederum von der Fahrzeugkonstruktion ab. So fahren die Siemens/ADtranz GT 8 der Baujahre bis 2003 hervorragend ruhig, ohne Seitenbeschleunigung, während die NET 2012 bereits ab 40 Km/h zu erheblichen Schlingerbewegungen in der Geraden führen. Das kann man gut auf der Durlacher Allee beobachten.
    Die wissenschaftlichen Untersuchungen haben dann ihren Zweck, wenn die hundert Jahre alten Erkenntnisse mathematisch-physikalisch nachgewiesen werden können und damit fahrgastfreundliche Fahrzeuge zum Einsatz kommen. Bei den nachbestellten NET 2012 dürften die wissenschaftlichen Erkenntnisse zu spät kommen.
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  •   mcclaney
    (1510 Beiträge)

    27.06.2019 13:20 Uhr
    ...
    Warum zahlen Sie an ka-news nicht einen monatlichen Beitrag wie Sie es auch für den WDR machen? Vielleicht bekommt ka-news dann auch eine Redaktion, die sich speziell auf solche Themen spezialisiert. Solange das nicht geschieht, müssen Sie damit Vorlieb nehmen, was geboten wird - oder Sie verzichten auf Beiträge, die Ihnen "definitiv zu flach" sind.
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  •   Der_dunkle_Turm
    (726 Beiträge)

    27.06.2019 14:35 Uhr
    Weil es für einfache Fragen reicht,
    einen wachen Geist und Basiswisses zu haben. Sowie vielleicht ein Tipp von den alten Hasen würde schon reichen.

    Ich finde Ihren Ton als themenfremd, aggressiv und unsachlich.

    Sind Sie ka news oder warum reagieren Sie, ohne dass ich Sie anspreche.
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  •   mcclaney
    (1510 Beiträge)

    27.06.2019 15:00 Uhr
    ...
    Mir ist das definitiv zu flach, was Sie hier als Replik bringen.
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  •   Rundbau-Gespenst
    (12528 Beiträge)

    26.06.2019 22:59 Uhr
    ist doch einfach:
    wenn die Bahn noch quietscht, ist sie noch nicht abbezahlt!

    grinsen
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  •   ALFPFIN
    (7704 Beiträge)

    27.06.2019 13:43 Uhr
    Na, ja
    nachdem demnächst so gut wie keine Bahnen fahren, da fast alle Knotenpunkte gesperrt werden, quietscht auch nichts, zumindest keine Bahnen. Sollte man vielleicht im Auge behalten. So ein paar "oben rum" Schienen müssen sie ja lassen, um auch in die Außenbezirke zu kommen. Also alle 6 Monate Schienenaustausch oder so ähnlich und schon freuen wir uns "Gequietsche" Geplagte auf die Ausfallzeiten. 😊
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  •   schmidmi
    (2823 Beiträge)

    27.06.2019 15:11 Uhr
    Die metro in Paris fährt auf Gummirädern ohne Quietschen
    Allerdings hat man dann wieder das Problem mit dem Feinstaub
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  •   lenkdreiachser
    (411 Beiträge)

    27.06.2019 15:41 Uhr
    U-Bahnen und Quietschen
    Eine Voll-Metro hat aber meistens ganz andere Kurvenradien, da quietscht es mit oder ohne Gummibereifung so schnell nicht. Im Hamburger U-Bahn-System gibt es als bekannte Ausnahme auf der U3 aber die enge Rathaus-Kurve, welche zur Quietsch-Minimierung bewässert wird. Die war zur Eröffnungszeit mal als vorübergehender Anschluss gedacht und hat bestätigt mal wieder das Klischee von einem überaus beständigen Provisorium.
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