(Die neu hinzugekommenen Informationen sind am Ende dieses Beitrags angehängt)

Vorwort: Ich habe mich bewusst dazu entschlossen, diesen nicht ganz kleinen Text nicht im im Newsforum angepinnten Riesenthread zum Unglück anzuhängen, sondern hier, (Edit: Danke an die Mods) im allgemeinen Forum, einen neuen dazu zu eröffnen. Das ist der Übersichtlichkeit und Ladezeit (!) geschuldet sowie dem Aspekt, daß es mir hier im wesentlichen um die Eigenheiten des verunglückten Rollmaterials geht:

Noch eine Anmerkung vorweg: Diese Text ist bewußt nicht nur für Eisenbahnfreunde geschrieben.

Das überflüssigste Unglück, das man sich vorstellen kann

Nun sind die ersten Ergebnisse aus dem Fahrtenschreiber des Unglückszuges also ganz offiziell bekannt. Ergänzend zu meinen bereits hier

– [www.sueddeutsche.de]

getätigten Äußerungen, die leider das Schlimmste – nämlich das Fehlen der technischen Sicherung (zweite Sicherungsebene) bestätigen – müssen wir nun leider auch der Vermutung ins Auge sehen, daß das Versagen der zwei Sicherungen,
– Tf fährt zu schnell,
– die technische Sicherung (Geschwindigkeitsprüfung, restriktive Überwachung o.ä.) funktioniert nicht weil schlicht nicht existent,
noch nicht unbedingt zu einem Unglück solchen Ausmaßes hätte führen müssen, wenn nicht auch die Baureihe, aus der der verunglückte Zug stammt, sehr nachteilig wirkende konstruktive Mängel aufweisen würde:

Aus dem schockierenden Überwachungsvideo geht leider hervor, daß die Komposition ausgerechnet an der »ungewöhnlichsten« Stelle aus der Spur geraten ist. Nämlich am dem führenden Triebkopf folgenden Generatorwagen, der diese seltsame Achsfolge aufweist: 2' (d.h. zweiachsiges Drehgestell) und am Kompositions-innerem Ende Auflage auf der Jakobsachse (1') des ersten Personenwagens (Talgo 7). Die Schwergewichte Dieselmotor und Generator befinden sich dabei in Höhe des Drehgestells und sorgen alleine bereits dadurch für ein ungünstig gierfreundliches Verhalten (Drehen um die Hochachse). So reichte der resultierende Hebel nach den Gesetzen der Physik offensichtlich aus, die ganze nachfolgende Komposition mit den Personenwagen förmlich aus dem Gleis zu hebeln.

Der Talgo 250H(ibrido) – Renfe Baureihe S730 (S130H)
Die 15 Züge dieser Baureihe sind entstanden durch Umbau der rein elektrisch betriebenen Baureihe Talgo 250 (bei der Renfe als Baureihe S130 bezeichnet). Ziel war es, durch Einfügen von jeweils einem Generatorwagen hinter den beiden elektrischen Triebköpfen einen Zweikraft-Triebzug zu erhalten, der damit auch fahrdrahtlose Strecken befahren können sollte.

Eine kleine Einführung in diese Konstruktion findet der Interessierte bspw. hier:
– [www.talgo.com]
– [dclestudio.com]
– [www.schienenfahrzeugtagung.at]
– [www.aecientificos.es]

Es ist müßig zu erwähnen, daß diese (Um-)Baureihe originär nicht auf die Idee der RENFE zurückgeht, sondern es sich vielmehr – wir kennen es in ähnlichen Formen aus Deutschland – um das Ergebnis »gutgemeinter« Regionalpolitik handeln dürfte. Galicien zählt zu den Regionen, die bislang nicht von einem der zahlreichen HGV-Projekte Spaniens profitieren konnte. Ganz zufällig stammt der derzeitige spanische MP aus Santiago. Und sicher ebenso ein Produkt des Zufalls, fand die Eröffnung der nun betroffenen SFS Ourense – Santiago de Compostela drei Wochen vor der letzten Landeswahl statt.

So schrieb bereits die Fachzeitschrift ERI/SER des von mir sehr geschätzten Herrn von Andrian in 11/2011 zum Projekt:
»Aus betriebswirtschaftlicher Sicht dürfte der neue 'Alleskönner' der RENFE kaum viel Freude bereiten. Allein der Umbau der 15 Züge (Anm. – von 45 Einheiten des S250) verschlingt 74 Mio. Euro. Die spanische Internetplattform 'Ferropedia' weist für den S730 (Anm. Baureihen-Bezeichnung bei der RENFE) Sitzplatzkosten von 81.500 Euro aus, mehr als für jeden anderen spanischen Zug. Die Wartung eines solchen technischen Wunderwerks ist teuer, das Platzangebot gering: Im rund 185 Meter langen Zug stehen nur 265 Sitzplätze zur Verfügung. Von den 13 Wagen, aus denen ein Zug besteht, weisen fünf keine kommerziell nutzbaren Sitzplätze auf (zwei Tk, zwei Maschinenwagen, Bistrowagen).«
An anderer Stelle desselben Magazins hieß es einmal in einer kurzen Meldung zum selben Thema, fast schon in einem Nebensatz: Man hätte einige Zeit suchen müssen, die ganze zusätzliche Masse überhaupt Radsatzlasten-konform unterzubringen.

So läßt sich aus den Angaben Leermasse eines Talgo 250 (rein elektrisch, 11 Talgo-7 Wagen) von 312 t und derjenigen des Talgo 250H von 385t (Korrektur:) 361 t (lt. ferropedia.es) sowie der max. Radsatzfahrmasse von 18t schließen, daß die Generatorwagen sicher bis zur Grenze von 45t ausgeführt werden mussten (2x 18 t auf Drehgestell plus ca. 7 t (Korrektur:) 9 t Auflage auf der Jakobsachse zum ersten Talgo-7 Wagen).
Dieselmotor (MTU 12V4000R43L), Generator, Kühlung, div. Nebenaggregate, notwendige Betriebsstoffe (Dieselkraftstoff) sowie Struktur von Wagenkasten und Drehgestell fordern da einfach ihren Tribut:
– [www.railwaygazette.com]

Für den nun folgenden Teil muß man wissen, daß die als Personenwagen genutzten Talgo-7 Wagen sich durch konstruktiv geschickte Anordnung von Wankpol zu Schwerpunkt das Prinzip der passiven Neigetechnik zu Nutze machen, vom Hersteller als »Talgo Pendular« bezeichnet: Die auffallend kurzen Wagenkästen ruhen beidseits, gemeinsam mit dem jeweils benachbarten Wagenkasten auf »einachsigen« Laufwerken (sog. Jakobsachsen). Dabei stützen sich die Kästen nicht wie bei konventionellen Wagen mit ihrer Unterseite über Wiegen und /oder Federn auf dem Laufwerksrahmen ab. Vielmehr entsprechen die Talgo-Laufwerke der Form eines U, wobei ihre stabil ausgeführten Schenkel bis knapp unter die Dachöhe der, ggü. konventionellen Wagen auch auffallend niedrigen Wagenkästen reichen. Hier erst befindet sich die Federung, die – Freunde des komfortablen Reisens wissen es zu schätzen – als Luftfederung ausgeführt ist. Aus den geometrischen Zusammenhängen ergibt sich somit ein mit ca. 1.300mm über Schienenoberkante (SOK) sehr niedriger Schwerpunkt, während sich der Wankpol, um den der Wagenkasten in seiner Längsachse pendelt, sogar oberhalb des Wagenkastens befindet.
Befährt man mit dieser Konstruktion nun einen Gleisbogen, so pendelt der Wagenkasten ganz von alleine, proportional zur Querkraft (Zentrifugalkraft) nach bogenaußen – er legt sich mithin wie ein Motorradfahrer in die Kurve. (Eigentlich »hängt« er und »legt« sich nicht, da sich der Wankpol ja oben befindet.)
Wagen konventioneller Konstruktion verhalten sich durch ihren niedrigen Wankpol genau umgekehrt: Sie wanken im Rahmen ihrer Federung nach außen. Vergleichbar mit dem Autofahrer, der bei sportlich gefahrenen Kurven die Seitenführung der Frontsitze zu schätzen weiß.

Und genau dieses unterschiedliche Verhalten bei Bogenlauf wird uns noch beschäftigen.

Etwas schwieriger zu bändigen sind bei dieser Konstruktionsweise die Laufwerke: Als »Einachser«, die allerdings nicht einmal eine beide Räder verbindende Welle (vulgo »Achse«) besitzen, sondern dem Losradprinzip folgen muß in jedem Fall sichergestellt sein, daß das Laufwerk nicht dazu neigt, »quer« im Gleis zu laufen. Um dieses Ziel zu erreichen, befinden sind die Laufwerke beidseitig jeweils mit einer Z-Lenkerkonstruktion fest verbunden mit beiden benachbarten Wagenkästen. So stellen sie sich bei Bogenfahrt annähernd radial ein – ein Ergebnis der Winkelhalbierenden zwischen den benachbarten Wagenkästen.

Da derartige Gliederzugkombinationen zu unruhigem Laufverhalten neigen, je höher die gefahrenen Geschwindigkeiten sind, müssen die Wagenkästen untereinander auch direkt stabilisiert werden. Dieses geschieht über mehrere hydraulische Dämpfer, deren richtige Auslegung eine Wissenschaft für sich darstellt. Im Grundsatz kann hier festgehalten werden: Je höher die Geschwindigkeit, umso steifer müssen die Dämpfungsglieder sein.
Notabene ist natürlich eine kraftschlüssige Längskupplung zur Übertragung der in einem Zug auftretenden Längskräfte mittels entsprechender Kuppelstangen notwendig. Schließlich soll der Zug ja auch von A nach B kommen, und das gezogen oder geschoben. Oder beides zugleich (wie eben bei Konfigurationen wie Talgo 250, Talgo 350, ETR 500, ICE 1 etc.)

Eine schöne Übersicht über das Prinzip findet man bspw. in dieser Graphik:


Für den Bereich des aus diesen Talgo-7 Wagen bestehenden Gliederzugteils des Talgo 250H können wir festhalten, daß wir es, trotz der hohen gefahrenen Geschwindigkeiten – auf Normalspurstrecken bis 250 km/h –, und Spurwechseltechnik – Normalspur und iberische Breitspur – mit sehr komfortablen Fahrzeugen zu tun haben, die die bei Bogenfahrt auftretenden unangenehmen Fliehkräfte sogar teilweise kompensierenden. Interessant wird es an dem Punkt des Zuges, an dem das Talgo-Prinzip endet und die schnöde Welt der konventionellen Konstruktion auf den Plan tritt: In allen Talgo Gliederzügen verfügt der jeweilige Endwagen hier über ein »einachsiges« Fahrwerk unter dem Wagenkasten, also nicht etwa zwischen ihm und seinem, bei einem Endwagen ja nicht mehr vorhandenem Nachbarwagen. In allen … – nur nicht im Fall des Talgo 250H:

Der Generatorwagen als das den Unglücksverlauf maßgeblich beeinflussende Fahrzeug
Wir haben zuvor bereits den optisch »seltsam« anmutenden Aufbau des Generatorwagens kennengelernt. Aus den bis hierhin dargelegten technischen Eigenheiten ergibt sich für diesen Wagen nun auch konstruktiv ein Sonderstatus. Denn einerseits verhält er sich wie ein Wagen nach Prinzip »Talgo Pendular« – am Wagenende, an er gemeinsam mit dem ersten Talgo-7 Wagen auf dem ersten »Einachslaufwerk« abstützt. Andererseits wie ein Wagen konventioneller Konstruktion – zum anderen Wagenende, welches an den die Einheit abschließenden elektrischen Triebkopf grenzt.

Im eingangs bereits verlinkten Vortrag der Firma Talgo zur Grazer Schienenfahrzeugtagung 2008
– [www.schienenfahrzeugtagung.at]
finden wir auf Folie 18 und 23 das Konstruktionsprinzip dieses Fahrwerks sehr gut wiedergegeben. Dieses zeigt zwar das Antriebsdrehgestell des Triebkopfs, d.h. inkl. seiner elektrischen Fahrmotoren. Es ist nach allen verfügbaren Unterlagen jedoch davon auszugehen, daß man bei der Herstellung der nachträglich konzipierten Generatorwagen auf dieselbe Konstruktion, nur ohne Fahrmotoren, zurückgegriffen hat.
Dazu sollte man ergänzen, daß die Entwicklung und aufsichtsbehördliche Zulassung eines Fahrwerks für ein Schienenfahrzeug zu den kompliziertesten Teilen der Fahrzeugentwicklung gehören. Übrigens berechtigterweise, da Fahrwerke alle statischen und dynamischen Kräfte übertragen müssen. Und das idealerweise über viele Millionen Laufkilometer und über ein Vielfaches häufigere Lastwechsel. Es gab in der langen Geschichte der Eisenbahn schon Entgleisungen, die bspw. auf »nur« falsch dimensionierte Dämpfer oder einfach verkehrt herum eingebaute Federn zurückgeführt werden konnten. (Der Autor muß an dieser Stelle zugeben, daß das Gebiet der Eisenbahn-Laufwerke sein besonderes Interessengebiet ist.)
Das im vorliegenden Fall verwendete Drehgestell folgt praktisch dem von Henschel in den 1960er Jahren entwickeltem Flexifloat-Prinzip, d.h. für unsere Betrachtung wichtig sind dabei Längskraftübertragung sowie Sekundärfedern – das ist die zweite Federstufe, zwischen Drehgestellrahmen und Wagenkasten.
Die Sekundärfedern werden bei Bogenfahrt aus ihrer Längsachse heraus elastisch verformt, um den Winkelversatz zwischen Drehgestellrahmen und Lokkasten abbilden zu können; dasselbe gilt sinngemäß für die Funktion der Querfederung. Flexicoil-Federn zeichnen sich dadurch aus, daß sie zusätzlich zu ihrer axialen Funktion in gewissem Umfang auch entgegen ihrer Längsachse Federfunktion übernehmen können. (Demselben Funktionsprinzip folgen allerlei Schaukelgeräte auf Kinderspielplätzen.)
Da Schraubenfedern per se keine Eigendämpfung besitzen und sich somit aufschaukeln können, sind diese Federn sowie das Drehgestell als Ganzes zum Wagenkasten mit Hydraulikdämpfern bedämpft (ähnlich dem Stoßdämpfer des Autos). Dennoch zeigen derart abgefederte Fahrzeuge ein unerwünschtes Wankverhalten um die Fahrzeuglängsachse.

Für den Personentransport designierte Schienenfahrzeuge sind daher typischerweise mit sog. Wankstützen gegen einseitiges Einfedern (= Wanken) gesichert, während ein beidseitiges Einfedern durch dieses Bauteil ermöglicht bleibt. Praktisch geschieht dieses durch eine mit Hebeln angelenkte Drehstabfeder, die auf Torsion belastet wird. (Auch die meisten Autos besitzen Wankstützen, nur werden diese dort als Stabilisator bezeichnet.):


Bei nicht dem Personentransport dienenden Fahrzeugen wird dagegen häufig auf Wankstützen verzichtet (vgl. bspw. div. Lokomotivenbaureihen wie Siemens EuroSprinter oder Bombardier TRAXX).
Über die Sekundärfedern werden nur die Vertikal- und Querkräfte übertragen, für die Längskräfte kommt eine Anlenkung in Form einer Zug-Druckstange (ZDS) zum Einsatz. Diese greift bei der vorliegenden Konstruktion ganz ähnlich der Henschel-Entwicklung am Kopfquerträger des Drehgestellrahmens an, während dessen anderes Ende am Wagenkasten befestigt ist. Nachteilig im Vergleich zur Ausführung mittels in Drehgestellmitte eintauchenden Drehzapfen ist der relativ große Platzbedarf am Unterboden, womit zur Erreichung eines möglichst niedrigen Schwerpunkts bevorzugt unterflur anzuordnende schwere Komponenten hierzu in Konkurrenz stehen. Nur Beispielhaft seien hier die großen und sehr schweren Transformatoren bei 16,7 Hz Fahrleitungsbetrieb genannt. (Dafür hat die Drehzapfen-Lösung andere Nachteile, auf die hier aber nicht näher eingegangen werden soll.)
Darüberhinaus können die den Generatorwagen ausmachenden Großkomponenten – Dieselmotor mit Generator sowie die Kühlanlage, allesamt tonnenschwere Baugruppen, alleine der Motor wiegt bereits 6,6t – können aufgrund ihrer Größe sowieso nur auf normaler Höhe im Wagenkasten angeordnet werden, d.h. 1.000 mm und mehr (Korrektur:) >1.200 mm über SOK (da Radsatz Ø alleine schon 1.010 mm). Zwangsweise folgt hieraus ein verhältnismäßig hoher Schwerpunkt des Generatorwagens, während der Wankpol aufgrund der konventionellen Konstruktion des Drehgestells und damit Einbauhöhe der Sekundärfederung niedrig liegt (zwischen Oberkante Drehgestellrahmen und Unterkante Wagenkasten). Daraus ergibt sich eine Wankbewegung des Wagenkastens proportional zur Querkraft (Zentrifugalkraft). Fatalerweise wird diese Bewegung durch die nicht vorhandene Wankstütze nicht bekämpft.

Zum Vergleich hier ein Bild des unter einem Tk des S250/S250H eingebauten Triebdrehgestells:
– [upload.wikimedia.org]
Und ein Bild vom Drehgestell des Generatorwagens, bei dem man keinen Unterschied erkennen kann. Insbesondere auch keinerlei Anzeichen für eine Wankstütze, die man für gewöhnlich nicht »innen«, zwischen den DG-Schwingen realisiert, sondern bewußt die breitere Basis über die Schwingen hinaus nutzt:


Der Generatorwagen bekäme sein Attribut »seltsam« nun nicht, wenn er am anderen Ende nicht über das beschriebene Talgo-Prinzip abgestützt und angelenkt wäre.
Sinnvollerweise ist ein Wagenkasten verwindungssteif ausgeführt, sodaß er sich nicht »wie ein Handtuch wringen« läßt. Womit sich an der Schnittstelle Generatorwagen zu erstem Talgo-7 Wagen das Problem ergibt, daß der Generatorwagen bei Bogenfahrt eine Wankbewegung ausführt genau entgegengesetzt der Pendelbewegung der Talgo-7 Wagen. Dieser Versatz ist mit Sicherheit für einen engen Bereich durch Koppelglieder und Dämpfer zu kompensieren, wobei auch davon auszugehen ist (Korrektur:) nach derzeitigem Kenntnisstand davon ausgegangen wird, daß diese Konstruktion aufsichtsrechtlich abgenommen und für den Betriebseinsatz freigegeben ist.

Glücklicherweise rechnet man beim System Eisenbahn mit erheblichen Sicherheitsaufschlägen. Weshalb die meisten kritischen Vor- und Unfälle auch glimpflich ausgehen. Problematisch wird es dann, wenn diese Sicherheitsaufschläge aufgebraucht sind oder schlicht durch Fehlannahmen nicht bestehen. Die »Achsen des Bösen« sind hier ein Beispiel: Falsch dimensionierte Radsatzwellen der ICE-3 und ICE-T Baureihen (403/406, 411/415 und 605) aufgrund praktisch branchenweitem Irrtum bei der Betriebsfestigkeit hochlegierter Stähle.
– [www.sueddeutsche.de]
(Übrigens sind diese neuangefertigten Wellen bis heute noch nicht eingebaut. »Völlig überraschend« hat man festgestellt, daß betriebsfest dimensionierte Teile nun schwerer sind und sich ganz neue Fragen der Zulassung ergeben.)

Beim Generatorwagen kommen nun vermutlich mehrere Faktoren unglücklich zusammen:
– zu hohe Geschwindigkeit in der Bogenfahrt,
– ungünstige Masseverteilung im Generatorwagen, d.h. Konzentration schwerer Komponenten um den (virtuellen) Drehzapfen des zweiachsigen Drehgestells und somit Begünstigung der Gierbewegung. Zu hoffen ist, das wenigstens der Kraftstofftank mit Prallblechen ausgestattet ist, sodaß nicht auch sein Inhalt die unheilvolle Wirkung bewegter Flüssigkeit dazu beitragen konnte,
– für die daraus resultierenden, auf die Jakobsachse wirkenden großen Hebelkräfte nicht dimensionierte Anlenkung,

die das im Überwachungsvideo erkennbare Verhalten beider (!) Generatorwagen erklären helfen. So hebt der erste Generatorwagen den Beginn des Talgo-Gliederzuges aus dem Gleis. Dessen oben beschriebene und gegenüber Wagen konventioneller Konstruktion recht starre Kopplung wirkt sich nun fatal aus, da die vom Generatorwagen in den ersten Wagen eingebrachten und der Spurführung entgegenwirkenden Kräfte mehr oder weniger direkt auf die weiteren Wagen des Gliederzuges übertragen werden (man stelle sich hier vereinfacht das Plastikspielzeug einer Gliederschlange vor).
Anzunehmen ist, daß der hintere Generatorwagen durch die Schockwellen-artig durch den Gliederzug verlaufenden Hebelkräfte, die im Überwachungsvideo gut zu erkennen sind, aus dem Gleis gehoben wird. Hier treffen die hohen Querkräfte (besser: Querbeschleunigungen) dann mit den Hebelkräften in einem gegen die Spurführung resultierenden Verktor zusammen.

Ohne Zweifel ist der Tf zu schnell in die Kurve eingefahren und genauso wenig zweifelhaft erscheint inzwischen das Fehlen einer technischen Sicherung gegen derartige Fehlhandlung. Wie man nach Auswertung des Fahrtenschreibers inzwischen weiß, gelang es dem Tf jedoch noch, eine Schnellbremsung einzuleiten, die den Zug von 192 km/h bis zum Entgleisungspunkt auf 153 km/h verzögert hatte. Somit ist für die weitere Betrachtung diese Geschwindigkeit maßgebend:

Spurführung, Entgleisung, Kippen von Schienenfahrzeugen
Entscheidend für die Spurtreue eines (intakten) Schienenfahrzeugs ist das Verhältnis von Vertikal- zu Querkräften, oft auch als Y/Q-Quotient bezeichnet. Verkürzt bedeutet daß: Solange die Querkräfte nicht größer sind als die sich aus Masse des Fahrzeugs ergebenden Aufstandskräfte, verbleibt das Fahrzeug im Gleis.
Daraus folgt, daß die auf das Fahrzeug wirkenden Querkräfte zu begrenzen sind. Während im (idealen) geraden Gleis keine nennenswerten Querkräfte auftreten, treten diese bei Bogenfahrt als Resultat der Zentrifugalkraft in Form der Querbeschleunigung, auch Seitenbeschleunigung genannt, auf. Je enger der Bogen ist, umso größer ist die Querbeschleunigung. Noch größere Auswirkungen hat die Geschwindigkeit auf das Maß der Querbeschleunigung, da diese mit dem Quadrat ihres Wertes in die resultierende Beschleunigung eingeht.

Wir werden die Auswirkung hieraus gleich sehr deutlich feststellen.

Der Querbeschleunigung in Bögen wirkt man bei der Eisenbahn teilweise entgegen, indem man das bogenäußere Schienenprofil gegenüber dem Bogeninneren höher anlegt, das Gleisbett also neigt. Diese, Überhöhung genannte Maßnahme läßt sich jedoch nicht bis zur vollständigen Kompensation der Querbeschleunigung ausführen, da das Fahrzeug im Bogen auch sicher im Stand verharren muß (d.h. nicht nach bogeninnen kippen darf) und auf den meisten Bahnstrecken zudem unterschiedlich schnelle Züge unterwegs sind.

Wird die Querbeschleunigung zu groß, wird ein Schienenfahrzeug entgleisen, indem entweder die Spurkränze der bogenäußeren Radscheiben an der Schiene aufklettern oder durch ad hoc auftretende Gleisverschiebungen, weil die in von ihm in das Gleis eingebrachten Querkräfte den sog. Querverschiebewiderstand des Gleises übersteigen oder einer Kombination aus beidem. Zusätzlich können sich bereits bestehende kleinere Gleislagefehler natürlich dahingehend auswirken, daß das für die Entgleisung notwendige Maß der Querbeschleunigung herabgesetzt ist.

Dieses ist zudem abhängig von Art und Zustand von Schiene, Spurkranz, Anlaufwinkel, Reibungsbeiwert u.v.m. abhängig, weshalb man nur einen groben Korridor oberhalb 2 m/s^2 angeben kann. Wobei es bereits entgleisungsfreie Vorfälle mit deutlich höheren Werten gab, bspw. LZB-Vorfall Bienenbüttel, 17.11.2001, mit knapp 3,5 m/s^2. Hier zeigen sich wieder die – bei gelungenen Konstruktionen – enormen Sicherheitsreserven.
Geht man weiterhin davon aus, daß die in Europa verkehrenden Züge mit aktiver Neigetechnik (dt. Baureihen 610/611/612, ICE-T, ETR 450/470/480/600/610, ICN etc.) mit einer umkompensierten Querbeschleunigung auf Gleisebene (geneigt werden ja nur die Wagenkästen) mit 1,8 m/s^2 bis 2 m/s^2 verkehren, ist davon auszugehen, daß die für eine Entgleisung notwendige Grenzbeschleunigung wesentlich höher als 2 m/s^2 anzusiedeln ist.
Desweiteren treten bei Wagen nach Talgo-Prinzip durch die Radialeinstellung ihrer Jakobsachsen und das bei kleinen Bogenhalbmessern sehr vorteilhafte Losrad-Konzept (kein Schlupf) wesentlich geringere Radkräfte auf.

Im betrachteten Unglück fuhr der Zug mit 192 km/h, wobei es dem Tf noch gelang eine Schnellbremsung einzuleiten, die den Zug bis zum Entgleisungspunkt auf 153 km/h verzögert hat. Daraus ergibt sich bei gegebenem Bogenhalbmesser von ca. 400 m, einer Überhöhung von (a) 100 mm / (b) 160 mm – die detaillierten Trassierungsparameter der Unglücksstelle sind bislang nicht veröffentlicht, daher die Rechnung mit zwei Überhöhungswerten – die folgenden Querbeschleunigungen:

– (a) bei ü 100 mm: 3,94 m/s^2
– (b) bei ü 160 mm: 3,6 m/s^2

Rein informell:
Würde es keine Überhöhung geben in diesem Bogen (ü = 0 mm), läge die auf Fahrzeug und Fahrgäste wirkende Querbeschleunigung bei 4,52 m/s^2.
Wäre der Zug zudem ungebremst entgleist, d.h. mit 192 km/h, dann hätte gewirkt:
– (a) bei ü 100 mm: 6,54 m/s^2
– (b) bei ü 160 mm: 6,2 m/s^2
– bei ü 0 mm: 7,11 m/s^2
Insofern ist festzuhalten, daß die Einleitung der Schnellbremsung das Unglück auf jeden Fall nicht verschlimmert hat.

Ist die Querbeschleunigung noch deutlich größer, wird das Schienenfahrzeug nicht nur entgleisen, sondern auch nach bogenaußen kippen.
Die Kippgrenze bemisst sich aus dem Verhältnis von Aufstandsfläche, Schwerpunkthöhe und Erdbeschleunigung. Bei dem verunglückten Zug gehen entschärfend in die Berechnung der, bedingt durch die iberische Breitspur mit 1.720 bis 1.740 mm (nach RENFE-Vorschrift), im Mittel also 1.730 mm zu bemessende Laufkreisabstand (bei Normalspur nur 1.500 mm!) und die günstige Schwerpunkthöhe der Talgo-7 Wagen von ca. 1.300 mm über SOK ein. (Konventionelle Wagen liegen nach Zilch/Diederichs/Katzenbach/Beckmann bei 1.500 bis 1.700 mm über SOK.) Nicht berücksichtigt ist hier der durch die Pendel- (Talgo Wagen) resp. Wankbewegung (Tk, Generatorwagen) nach bogenaußen sich verschiebende Schwerpunkt, der die reale Kippgrenze etwas kleiner werden läßt.
Ausgehend von den vorliegenden resp. anzunehmenden Werten für die Schwerpunkthöhe ergeben sich folgende unkompensierte Querbeschleunigungen als Kippgrenzwerte:

– Triebkopf: 5,58 m/s^2 (in Breitspurgleis), 4,84 m/s^2 (in Normalspurgleis)
Schwerpunkhöhe 1.520 mm (oberer Wert nach Zilch/Diederichs/Katzenbach/Beckmann als Annahme, da der Transformator zwar unterflur angebracht, als 50 Hz Ausführung jedoch eher leicht ist)
– Generatorwagen: 3,95 m/s^2 (in Breitspurgleis), 3,42 m/s^2 (in Normalspurgleis) !!!
Schwerpunkthöhe 2.150 mm (als Annahme abgeleitet aus den verfügbaren Daten und Skizzen, ca. in Höhe Abtriebswelle Dieselmotor)
– Talgo-7 Wagen: 6,52 m/s^2 (in Breitspurgleis), 5,66 m/s^2 (in Normalspurgleis) !!!
Schwerpunkthöhe ca. 1.300 mm

Alle berechneten Werte gehen von quasistatischen Lasten aus. Dynamische Einflüsse wie Impulse durch Gleislagefehler oder insbesondere die durch die Wankbewegungen der gefederten Wagenkästen sind hierbei nicht enthalten.

Ebenfalls hier unberücksichtigt bleiben einmal die auf den Gleisrost wirkenden Querkräfte, die bei allen Fahrzeugen, also auch den vglw. leichten Talgo-7 Wagen, das lt. UIC 518 erlaubte Grenzmaß von 60 kN klar überschritten wurden. Daraus folgte zwangsweise eine durch den Zug, ob entgleisend oder nicht, erfolgende Verschiebung des Gleises. Was bei einem bislang nicht entgleisten Zug dann durchaus zu einer Entgleisung aufgrund der daraus entstehenden Gleislagefehler führen kann. Ob ADIF eine höhere Querbeschleunigung zulässt, was nach UIC-Norm im Ermessen der Netzbetreiber liegt, da der genannte Grenzwert auf Parametern »alter« Oberbauvariante (Holzschwellen, bestimmte Schottergüte) beruht, ist an dieser Stelle nicht bekannt.

Resümee
Selbst jedem Laien wird bei Betrachtung dieser Zahlen klar, das die Schwerpunktlage des Generatorwagens alles andere als günstig ist:
Eine Kippgrenze 3,95 m/s^2 vs. aufgetretener Querbeschleunigung zwischen 3,6 und 3,94 m/s^2.

Unter der dargelegten Annahme der Schwerpunkthöhe des Generatorwagens kann behauptet werden, daß das Unglück ohne diese unglückliche Konstruktion nicht in dieser Schwere verlaufen wäre: Der Zug wäre entgleist, allerdings nicht derart nachhaltig aus der Kreisbahn abgelenkt worden und praktisch ungebremst auf die Stützmauer aufgeprallt. Welche Verzögerungskräfte hier schließlich wirksam wurden, kann man feststellen, wenn man Dieselmotor und Generator des hinteren Generatorwagens betrachtet: Dieser Block, deutlich über 10t schwer, lag nach dem Unglück isoliert auf der Mauerkante – wurde also aus dem Wagenkasten herausgeschleudert, während dessen Überreste, eingeklemmt zwischen Mauer und hinterem Triebkopf, ca. 20 m weiter zum Stillstand kamen.
Mit dem berüchtigten »Quäntchen Glück« wäre ein Talgo 250, d.h. die rein elektrische Version ohne Generatorwagen, möglicherweise sogar entgleisungsfrei durch diese Kurve gekommen. (Mit starker Verformung des Gleisbetts und sicher auch mit Leichtverletzten unter den Passagieren.)

Der Generatorwagen vereint mit dem durch seine beiden unterschiedlichen Fahrwerke und Anlenkungen – Flexifloat-Drehgestell hier, Jakobsachse mit Talgo-Pendular Prinzip dort – eine in kritischen Fahrzuständen, wozu eine zu hohe Geschwindigkeit im Bogen unzweifelhaft zählt, sehr bedenkliche Kinematik. (Edit: Hervorhebung der Kernaussage.)

Der Autor geht davon aus, daß dieses Fahrzeug einen ordnungsgemäßen Zulassungsprozess durchlaufen hat und mit gültiger Betriebsgenehmigung in Verkehr steht.

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Edit (8.8.13):
Um etwas Ordnung in den Informationswust zu bringen und die seit 1.8.13 zusätzlich ans Licht geratenen Punkte an einem Platz zu haben, im folgenden eine Fortschreibung in chronologischer Reihenfolge:

Zu Patentes Talgo und RENFE Integria:
Lt. diesem Artikel:
– [www.railwaygazette.com]
wurde das Projekt Umbau AVE 130 (Talgo 250) in AVE 130H /730 (Talgo 250H) durch RENFEs eigene Industrieabteilung »managed«.
(Und der Auto hatte sich noch gewundert, weshalb einigen der Bilder aus der Entstehung der Generatorwagen dieses riesige RENFE-Schild im Werksgelände sichtbar war.)

Aus:
– [www.renfe.com]
und
– [www.renfe.com]
geht ziemlich klar hervor: Man sucht nicht nur Beschäftigung von der Konzernmutter, sondern auch außerhalb und das auch international. Insofern erscheint es nun in einem etwas anderem Licht, daß die »spanische Eisenbahnwirtschaft« um Aufträge aus Brasilien etc. fürchtet. Bislang war der Autor davon ausgegangen, daß sich RENFE da nicht in größerem Umfang engagiert.

Daß man dann auch für den spanischen Netzbetreiber, ADIF, viele Arbeiten übernimmt, verwundert nicht.
Hier macht es einem die Deutsche Bahn mit ihrem Märchen vom »integrierten Konzern« aber auch vor: Die saubere Trennung von Netz und Betrieb scheint ferner denn je zu sein in der EU.
Übrigens werden RENFE und ADIF auch wieder refusioniert. (Da kann man die bei beiden Unternehmen (!) grotesk hohen aufgelaufenen Schulden scheinbar besser verwalten.)
– [www.expansion.com]

Nun wäre es sehr interessant zu erfahren, wer denn das Engineering für den Generatorwagen übernommen hat? Patentes Talgo oder RENFE Integria?

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Im Archiv gewühlt, kommen doch noch so ein paar Dinge zusammen:
Was bislang noch nicht beleuchtet wurde, ist die Wirkung der Flexicoil-Federn in der Sekundärfederung des Generatorwagen-Drehgestells, denn diese wurden durch die hohe Querbeschleunigung weit über normal belastet.

Wir sollten bedenken, daß es sich mit Flexicoil-Federn um verhältnismäßig lange (großer Einbauraum, deshalb entweder gekröpfte DG-Schwingen – bspw. Talgo 250(H), Siemens 1x16) oder konstruktives Eindringen in den Wagenkasten (bspw. Bombardier Traxx) – Elemente handelt, deren Freiheitsgrad senkrecht zur Federachse inhärent wichtig für die Möglichkeit der DG-Auslenkung ggü. dem Wagenkasten ist. Bei 400m Radius kommt bereits eine deutlich sichtbare Auslenkung heraus.

Wenn nun die äußere (die Federn steht ja in Querachse des DG) annähernd auf Blocklänge komprimiert wurde, ging der Ausdrehwiderstand des Drehgestells schlagartig nach oben. Was unmittelbar zum Aufklettern der Spurkränze führen mußte.
Entgegen dieser These, daß der führende Radsatz beginnt aufzuklettern, kann man aber auch in die andere Richtung denken: Der Wagenkasten mit seinem auf der Jakobsachse liegenden Ende schlägt schlagartig nach bogenaußen. »Zu Hilfe« kommt ihm dabei die Masseverteilung: Max. 9 t auf der Jakobsachse vs. 36 t auf dem Drehgestell und die bereits erwähnte leichte Erregbarkeit zur Drehung um die Hochachse durch kleinen Trägheitsradius. Da nach bogenaußen nun auch die Zentrifugalkraft wirkt, zerren an der Jakobsachse entsprechend große Kräfte, die sie aus dem Gleis drücken und /oder das bogeninnere Losrad förmlich aus dem Gleis heben. Mit der bereits beschriebenen Wirkung auf die Talgo-Wagen dahinter.
Am anderen Ende des Generatorwagens passiert interessanterweise etliche Meter erstmal nichts: Erst als sich der führende Tk ungefähr in Höhe Beginn der Stützmauer befindet, zu diesem Zeitpunkt sind bereits mind. vier der neun Talgo-Wagen am Entgleisen, beginnt er über sein hinteres DG zu entgleisen (makaber: Das erste Eisenbahnfahrzeug mit Power-Slide ähnlicher Bewegung). Möglichweise sind unmittelbar davor die ersten Talgo-Wagen an der beginnenden Stützmauer angeschlagen, was zu einer abrupten Verzögerung geführt haben wird. Denn bis dahin hatte der Tk angesichts der hohen Geschwindigkeit eine bemerkenswert stabile Gleislage!
Nach dem Unglück fand man interessanterweise führenden Tk, ersten Generatorwagen sowie die nachfolgenden beiden Talgo-Wagen in ihrer Struktur noch als solche erkennbar im Graben liegend entlang der ursprünglichen Fahrtrichtung. Wobei Generator- und erster Talgo-Wagen scheinbar noch gekuppelt waren:
– [raymondpronk.files.wordpress.com]

Unterdessen sind noch ein paar Daten zum Zug aufgetaucht:
– 2.000 Liter Dieselkraftstoff pro Generatorwagen
– ZuSi-Systeme an Bord: ASFA »A-AVE« und »A-200«, EBICAB, LZB (scheinbar via ETCS-STM), ETCS L1 und L2. ETCS von Bombardier. Welches EBICAB gemeint ist, sagt die Quelle nicht.

Ein paar grundsätzliche Daten der Talgo-7 Wagen:
– Masse Kastenstruktur 4,1 t
– Masse Einzelrad-Fahrwerk 2,5 t (andere Quellen 2,6 t)
– Leermasse fertiger Wagen (B) 14 t
– Länge über Drehpunkt 13,14m
– max. Neigungswinkel des Wagenkastens von 3,5° bei unkompensierter Querbeschleunigung von 1,5 m/s^2, d.h. ab hier müßte die Luftfeder auf ihrer Notlaufeinrichtung arbeiten /resp. Restfederung
Vgl. hierzu:
– »TALGO Pendular«, Tomas, Angel Toran /ETR 38 (1989), H. 1/2

Sowie zum praktisch nur als Versuchsträger genutztem Talgo XXI, der Anfang des letzten Jahrzehnts auf die Gleise gestellt worden war (die zwei Einheiten sind inzwischen an den Netzbetreiber ADIF, zuvor GIF, veräussert worden):
– der dieselhydraulische Triebkopf des Talgo XXI, auch bezeichnet als Talgo BT, gleiche Achsfolge wie der hier betrachtete Generatorwagen, hat eine Masse von 44 t. Lastverteilung ist dort 2:1 (B' zu 1'). Was bedeuten würde, daß auf der Jakobsachse nur 3,33 t vom benachbarten Talgo-7 Wagen aufliegen dürften (bei 18 t RSL). Halte ich für unwahrscheinlich, d.h. auf dem Triebdrehgestell müssten mehr als die angegebenen 29,33 t auflasten (was ja auch für die Traktionseigenschaften vorteilhaft wäre). Noch was: DH ist eigentlich etwas leichtgewichtiger als DE. Talgo gibt für den projektierten, aber nie gebauten elektrischen Tk (15 kV, 16,7 Hz!) jedoch 43 t an. Das bei 2.000 kW Leistung ggü. nur 1.500 kW Leistung beim dieselhydraulischen Tk.
– das beim Talgo 250 Triebkopf verwendete Drehgestell wurde von der 2005 von Patentes Talgo und Team (elektrischer Teil) entwickelten Lokomotive TRAVCA (Schreibweise auch TRAV-CA) /Talgo L-9202 (Achsfolge Bo'Bo', Vmax 260 km/h, umspurbar) entnommen:
– [www.talgo.de]
Notabene wurde die Entwicklung dieses Einzelgängers gefördert vom spanischen Ministerium für Wissenschaft und Technik.
Für das Drehgestell der TRAVCA diente wiederum jenes des Talgo BT als Grundlage. des Talgo XXI abgeleitet und von Talgo entwickelt. (Wobei Kraus-Maffei seine Finger im Spiel hatte beim Bau des ersten der beiden einzigen je gebauten Talgo XXI Tk. Wobei Kraus-Maffei den größten Teil von Entwicklung und Bau der beiden einzigen je gebauten Talgo BT hatte, inkl. des Fahrwerks!
Vgl. hierzu:
– »Talgo BT - Ein Diesel-Triebkopf mit variabler Spurbreite für TALGO-Züge«, ZEV+DET - Glasers Annalen, 2/3-2000 (Als Sonderdruck bei voithturbo.com verfügbar)
–> Wie konzipiert man einen Vmax 220 km/h tauglichen DG-Rahmen für leichtgewichtige DH-Komponenten (Kardanwelle und Radsatzgetriebe) so um, daß 2x ca. 2 t schwere E-Motor- und Getriebeeinheiten und Vmax 260 km/h dabei herauskommen, ohne eine komplett neue Konstruktion erstellen zu müssen?

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Details zum Generatorwagen:
Hier gibt es einige Bilder aus der Bau- und Inbetriebnahmezeit der Generatorwagen:











Aus dem Einsatz (nur verlinkt, da groß):
[farm8.staticflickr.com]

Verbindung zwischen Generatorwagen und Triebkopf über Koppelstange analog der Anbindung Talgo 250 Tk zu Talgo-7 Endwagen (TG7).
Auf dem Dach verläuft zudem die Hochspannungsleitung von Tk zu Tk. Siehe auch:





Und Talgo-7 Endwagen:



Im übrigen beachte man bei dieser Aufnahme einmal, daß hinterer Generatorwagen und Talgo-7 »Mittelwagen« (TA7 – die beiden »Preferente«-Wagen liefen hinten) mehr oder weniger noch verbunden sind über die Jakobsachse:


(Das blaue Maschinenteil ist das bereits beschriebene Genset.)

Edit: Noch noch ein Bild von ferropedia.es (spanisches Wiki für »Ferrosexuelle«):

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Weshalb der Generatorwagen so ist wie er ist:
Es gibt da ein paar Randbedingungen, die vtml. zur Ausführung des Generatorwagens geführt haben, wie er ist:
– Masse des DG ohne Fahrmotoren und Getriebe (Voith SZH-692 /SZH-695), aber mit den Spurwechselrahmen geschätzt 16 t. Bleiben bei 18 t max. RSL netto 20 t für Wagenkasten und Inhalt.
– Masse der Jakobsachse 2,6 t. Bleiben bei gleicher max. RSL 7,7 t netto auf dieser Seite.

Wir sprechen also über 27,7 t, in denen unterzubringen sind:
– Masse Wagenkasten (Alu-Schweißkonstruktion) geschätzt 6 t (Wagenkästen der Talgo-7 kommen auf 4,1 t) /nach inzwischen verfügbaren Daten des Talgo XXI Triebkopfes, der auf 7 t kommt, eher mehr
– Masse Dieselmotor 6,6 t (trocken)
– Masse Generator sicher nicht unter 3 t
– Kühler und Kühlkreislauf ?
– Dieselkraftstoff 2 t zzgl. Tank
– Öl und -Kreislauf (Motor) ?
– Nebenaggragate, div. Schaltschränke ?

Da die Tk erstens mit 72 t Masse bereits am Anschlag sind (RSL!) und zweitens für eine »umgedrehte Anbindung« wie hier im Thread skizziert ([www.drehscheibe-foren.de]) massiv in die Konstruktion hätte eingegriffen werfen müssen – die 90 Tk waren ja fertig gebaut und als S130 abgenommen! – schied das von vornherein aus.
Motorenanzahl /-aufteilung etc. zu ändern hätte ebenfalls deutliche Eingriffe bedeutet. Mal eben einen »etwas kleineren« Motor aus dem Elektroladen holen ist da nicht. Ganz abgesehen vom Getriebe, welches von Voith auch nicht für eine Tasse Kaffee redimensioniert werden würde. (Siehe auch: [www.railway-technology.com] und [www.voithturbo.com] – im PDF die vorletzte Seite.)

Warum nun keine Generatorwagen in 2'2' Achsfolge?
Zum einen dürfte auch in Spanien die Zuglänge (Bahnsteige) begrenzt sein, so daß der Generatorwagen nicht annähernd so lang hätte ausfallen dürfen wie der Tk. (Die S730 sollten auch in Doppeltraktion verkehren, und so tun sie das auch.) Zum anderen hätte man für eine kürzere Version und Achsfolge 2'2' Die Zug-Druckstangen der bestehenden Fahrwerkskonstruktion nicht unterbringen können. Was also mehr oder weniger die Neuentwicklung eines Drehgestelles bedeutet hätte. Wie aber bereits im Anfangsaufsatz angemerkt, gehört dieses zu den teuersten Teilen der Fahrzeugentwicklung.

Nach allem was bekannt ist, ist die Kupplung zwischen Generator- und erstem Talgo-7 Wagen genauso wie zwischen zwei Talgo-7 /Talgo-Pendular Wagen gelöst:

(Bild von railfaneurope.net, Bildautor Carlos Pérez Arnau)

D.h. der Generatorwagen hängt an den üblichen zwei auf Zug belasteten Stangen, über ein untereinander verbundenes Doppelgelenk in Höhe der Kupplung. Das jeweils obere Ende der beiden Stangen ist an den Konsolen des Nachbarwagens befestigt, welche auf den Luftfederbälgen der Jakobsachse aufliegen. Kinematisch gleicht ein »normaler« Talgo-Pendular Wagen damit einer Dreipunktlagerung (ein Wagenende mit zwei Konsolen auf der Luftfederung, das andere Wagenende mit der hier beschriebenen Stangenlösung an den Konsolen des Nachbarwagens).
Was auf den Generatorwagen im Prinzip auch zutrifft – nur daß er eben über die anderen beiden Auflagerpunkte – die Flexicoil-Sekundärfedern des 2' Drehgestells in die für das Pendular-Prinzip falsche Richtung pendelt …
Desweiteren wirkt die im Bild des Generatorwagens sichtbare hammerartige Struktur in Dachhöhe, die auf der Gegenseite in den Spalt zwischen den erwähnten Konsolen eintaucht und das Kippen eines einzelnen Wagens innerhalb des Gliederzugs verhindern soll, bei derartigem Wankverhalten sicher nicht produktiv.

Der Autor bleibt dabei: Das ganze Ding ist eine Verlegenheitskonstruktion, inkl. Fehler. Und was dabei am meisten verwundert: Bereits der Talgo XXI wies AFAIK dieselben Merkmale zwischen Tk und anschließendem Talgo-Wagen auf.

Empfehlenswert ist auch ein Blick in:
– Giullen, Mauro F. »The Rise of Spanish Multinationals: European Business in the Global Economy«, Cambrige University Press, 2011
zu den wirtschaftlichen Möglichkeiten von Patentes Talgo, ihrer Hauptumsatzquelle und den Verflechtungen mit der RENFE.
Notabene, Patentes Talgo befindet sich seit Ende 2005 zu 49,9% im Besitz von Lehman Brothers, resp. einem ihrer Fonds, resp. jetzt wahrscheinlich irgendeinem ex-Gläubiger von Lehman Brothers.

Um Mißverständnisse auszuschließen: Der Autor hält das Talgo-Pendular für ein grandioses Konzept, auch wenn es nach Ansicht einiger eine »low tech invention« darstellt (keep it simple!). Und auch El Pato /Talgo 350 sowie El Patito /Talgo 250 (die rein elektrische Version!) sind sicherlich gute Produkte.

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Unterdessen gibt es neue Daten:
Im Netz konnte eine Simulationsrechnung nebst Bestätigung durch praktische Versuche – Autoren sind zwei Mitarbeiter von Patentes Talgo! – zutage befördert werden, die u.a. das unterschiedliche Wank- und Pendelverhalten des Talgo XXI beleuchtet. Sehr interessant!
Der Talgo XXI (http://www.ferropedia.es/wiki/Talgo_XXI) ist dieser bereits oben erwähnte »Technologieträger«, bestehend aus DH Triebkopf mit Achsfolge B' 0,5', zwei Talgo-7 Wagen und einem Talgo-7 Steuerwagen. Achsfolge von Tk zu Stw: B'1'1'1'1'.
Bei, sofern richtig interpretiert, einer umkompensierten Querbeschleunigung von 1,32 m/s^2 ergibt sich ein Winkelversatz zwischen wankendem Tk und »pendulierenden« Wagen von 4,3°. Wankpole wie bekannt in völlig unterschiedlichen Höhen, weshalb sich ein ziemlich häßlicher, aber noch beherrschbarer Versatz der gesamt fünf Dämpfer, die beide Wagenkästen miteinander verbinden, ergibt: Je zwei pro Seite bogenaußen (verdreht überwiegend um die Hochachse) und bogeninnen (bereits um Hoch- und Querachse verdreht – die Elastomerlager sind aber sicher nicht unendlich belastbar!). Der fünfte Dämpfer bedämpft das Querpendeln (Rollen /Wanken) am »hammerförmigen« Queranschlag des achslosen Wagenendes (hier des Tk).
Die Kuppelstange bekommt einen ordentlichen seitlichen Versatz (funktioniert lt. Talgo um die Längsachse jedoch wie ein Kugelgelenk) und die beiden tragenden Stangen, an denen der Tk aufgehängt ist (siehe dazu auch [www.drehscheibe-foren.de] vollführen einige Akrobatik, um Wanken und Pendeln auszugleichen.
(Das näherungsweise auszurechnen, wird lustig …)
Edit (9.8.13):
Da Bilder bekanntlich mehr als tausend Worte sagen, findet sich hier auch ein Video aus der genannten Simulation: [dimecoingenieria.com]
(Geschobener Zug, d.h. Talgo BT hinten; aq=1 m/s^2!)

Diese Werte übertragen auf den sicher nicht leichteren Generatorwagen und bei entsprechender Querbeschleunigung durch zu hohe Geschwindigkeit (> 3,6 m/s^2) lassen, egal ob die Flexicoil-Federn linear oder progressiv ausgeführt sind, nichts Gutes für das Verhalten dieses Fahrzeugs vermuten.

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Zum Unfallverlauf nach Beginn der Entgleisung und Bilder vom Drehgestell des Generatorwagens
Wenn man sich die hier [www.drehscheibe-foren.de] verlinkten Bilder anschaut, dann sieht man, daß der vordere Tk, der Generatorwagen (»Tender« lt. MTU/Tognum) und mindestens zwei der Talgo-7 Wagen (TB7, »Turista«) relativ heil an der Mauer entlanggeschrammt sind. Irgendwo dahinter müssen die Kräfte, vermutlich durch den Aufprall auf die Begrenzungsmauer (die ja auch sehr sanft ansteigt – sonst wäre auch ein Wagen später nicht oben gestanden) so groß gewesen sein, daß es den Gliederzug förmlich zerrissen hat.
Oben steht ein TB7 (»Turista«), vor dem hinteren Tk und Tender liegen die beiden TA7 (»Preferente«), davor der völlig zerstörte TC7 (»Cafeteria«). Also ist zwischen drittem und sechstem Talgo-Wagen Aufprall und Auseinanderreissen des Gliederzugs passiert.

Notabene zur Ergänzung hier noch Bilder vom Drehgestell des Generatorwagens – wie vermutet ist es einfach ein »leeres« Triebdrehgestell, wie es, dort inkl. Fahrmotoren und Getriebeeinheiten, unter den Talgo 250 Triebköpfen Verwendung findet. Inkl. der für nicht angetriebene Fahrzeuge völlig überdimensionierten ZDS-Anlenkung:



(La Voz de Galicia)

(20 Minutos ES)

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Edit (13.8.13):
Vom einem spanischen DSO-User (Muchas gracia, Manuel!) gibt es konkrete Angaben zur eingebauten Überhöhung der Unfallkurve: Es sind nicht, wie von mir angenommen und lt. RENFE der Max.Wert für Altstrecken von 160mm, sondern 180mm! Damit verringert sich die unkompensierte Querbeschleunigung des Unfallzuges auf Gleisebene, d.h. das was eben nicht durch die Überhöhung kompensiert wird, auf:

3,5m/s^2

Angesichts der LZB-Vorfälle Bienenbüttel und Oschatz, die glimpflich ausgegangen sind, ist das Unglück ein bedenkliches Ergebnis.
Sinngemäß dasselbe übrigens auch als spontane Erwiderung eines mit der Rad-/Schiene-Technik sehr vertrauten Mitarbeiters eines großen Logistik- und Mobilitätsdienstleisters.
Übrigens sind mit der Thematik vertraute Fachleute und angesichts der Aufnahmen der Überwachungskamera durchaus der Meinung, daß selbst der Triebkopf entgleisungsfrei durch die Kurve hätte kommen können.

Derweil gibt es mehr Bilder vom Umbauprojekt S-130 /Talgo 250 zu S-130H /S-730 /Talgo 250H(ibrido) bei ViaLibre: [www.vialibre-ffe.com]
und ebendort bspw. auch dieses Bild:



welches fabrikneu den IMHO Murks zeigt. Sowie mit



die Lage des Dieselkraftstoff-Tanks.

Genauer geht es aber auch noch, denn als besonders Fundstück ist in einem spanischen Nachbarforum – tranvia.org – dieses hier notiert:
[www.tranvia.org]
in dem man mit



einen sehr schönen Überblick über das Innenleben des Generatorwagens erhält.
Aus den dort gemachten Angaben geht auch hervor, daß es sich beim Genset um eines von LECHMOTOREN handelt, einer Jenoptik Tochter, und die Kombination aus MTU-Motor und Generator auf (trocken) gut 11 t Masse kommt.

Desweiteren erhält man mit



die Bestätigung hat, daß es sich beim verbauten Drehgestell um eine um die Motoren und Getriebe erleichterte Version der Triebkopfdrehgestelle handelt.
Auch hier gleichermaßen die Aussage von Fachleuten: Ein nicht angetriebenes Drehgestell mit derartiger Zug-Druckstange anzulenken, ist reichlich unüblich.
Schlicht, weil völlig überdimensioniert, für die Längskraftübertragung nicht notwendig und damit viel zu schwer!
Das sieht man gut, wenn man die Daten einfach mal in Relation zu einem Laufdrehgestell setzt:
(Edit 15.8.)– Masse des DG ohne Fahrmotoren und Getriebe (Voith SZH-692 /SZH-695), aber mit den Spurwechselrahmen geschätzt 16 t, zzgl. Zug-Druckstange (geschätzt 500 kg).
Damit verbleiben bei 18 t RSL für die »Payload«, bestehend aus Wagenkasten (mind. 7 t) und eigentlichem »Nutzinhalt« gerade einmal etwas mehr als 54% der RSL.
– Masse eines »ähnlichen« Drehgestells (hier: Siemens SF 1, verwendet u.a. in ES64U2): 18 t
– zzgl. Masse der Spurwechselrahmen (geschätzt): +2 t
– abzgl. Masse der zwei Antriebseinheiten (Motor 1,16 t, Getriebe (sehr schwer!)* 1,78 t): -5,9 t
– zzgl. Masse der Zug-Druckstange (geschätzt): +0,5 t
ergibt in Summe 14,6 t.
Damit verbleiben bei 18 t Radsatzlast (RSL) für die »Payload«, bestehend aus Wagenkasten (mind. 7 t) und eigentlichem »Nutzinhalt« gerade einmal etwas mehr als 59% der RSL.

Zieht man hier den Vergleich mit einem typischen Reisezugwagen-Drehgestell wie das MD 52x, welches je nach Version für Vmax 160 bis 280 km/h zugelassen ist, so liegen zu dessen Masse von 6,1 bis 7,5 t doch Welten.
Selbst wenn man die bei diesem DG vorliegende RSL-Beschränkung auf 16 t einbezieht, beträgt die »Nutzlast« hier wenigstens 76% der RSL.
Und dabei ist ein MD 52x – [www.bombardier.com] – ziemlich anspruchslos, was die Anbindung an den Wagenkasten angeht und hat ironischerweise auch noch für ein DG ohne Wankstütze einen sehr niedrigen Neigungskoeffizienten (Edit 15.8.: Erklärung dazu siehe unten.)

*Zum schweren Getriebe: Die Drive-Unit der Bombarddier TRAXX Lokomotiven (F140), Mitrac DR 3600 N, bestehend aus Motor und Getriebe, die allerdings als Tatzlagerantrieb und mit Vmax 140 km/h vorliegt, kommt auf zusammen gerade einmal 2,05 t. Ein masseseitig weitgehend entkoppelter Hohlwellenantrieb ist schwerer – allerdings fordert hier die komplizierte Technik des Spurwechsel-Radsatzes einfach ihren Tribut; zusätzlich zum eh schon vorhandenen Spurwechselrahmen (den es auch nur deshalb gibt, weil die längsverschiebbare Radsatzwelle, die ja aus drei Teilen besteht, aus genau diesem Grund bei weitem nicht die für eine Radsatzwelle üblichen Kräfte aufnehmen kann.)

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Edit (15.8.13 & 19.8.13):
Der Einfluß des Neigunskoeffizienten S auf das Verhalten des Generatorwagens
Was wir bei allen bisherigen Betrachtungen nicht berücksichtigt haben, ist der Einfluß der Primär- und v.a. Sekundärfederung der Fahrwerke auf die auf den Wagenkasten wirkende Erd- und Querbeschleunigung:
Je nach Fahrgeschwindigkeit neigt sich dabei der Wagenkasten und, bei Drehgestellfahrzeugen, in gewissem Maße auch der Drehgestellrahmen nach Bogenaußen (ab bestimmter Geschwindigkeit) oder bogeninnen (unter dieser und im Stillstand), d.h. die entsprechend belasteten Federn tauchen ein. Diese, in einem statischen Versuch oder rechnerisch ermittelbare Neigung wird auch »quasistatische Neigung« genannt. (Zusätzlich gibt es auch noch eine »quasistatische Verschiebung«, die wir hier aber erstmal vernachlässigen können (obwohl sie den Schwerpunkt des Wagenkastens noch ein kleines Stück nach bogenaußen verlagert)).
Die quasistatische Neigung hängt ab von den Schwerpunkthöhen (Wagenkasten und gefederte Drehgestellmasse), der Wankpolhöhe (beide Begriffe haben wir hier ja bereits behandelt), von den Massen von Wagenkasten und (gefedertem Teil des) Drehgestell, der Federbasen (primär und sekundär), der Federhärten und noch einiger weiterer Punkte. – Die rechnerische Herleitung umfasst in der UIC 505-5 allein schon Dutzende von Seiten, weshalb sie hier nicht en detail dargelegt werden soll (darf sie ja auch gar nicht ;-). Für eine näherungsweise Betrachtung ist das auch nicht notwendig, da nach Zulassungskriterien, bspw. UIC 505, sowieso Grenzwerte vorgegeben sind resp. bei Überschreitung dieser die Fahrzeugumgrenzung reduziert werden muß.
Eine sehr kurze, aber im Prinzip alles erklärende Beschreibung findet man bspw. hier (Seite 21):
– [www.ids.uni-hannover.de]

Setzt man die quasistatische Neigung in Relation zum aus der Überhöhung resultierendem Winkel bezogen auf die Horizontale, so erhält man den Neigunskoeffizienten s. Hier gelten für
– Fahrzeuge mit Stromabnehmer: S_max = 0,225
– alle anderen Fahrzeuge: S_max = 0,4

Das zuvor beschriebene MD 52x Drehgestell hat, für ein DG ohne Wankstütze (!), einen sehr günstigen Neigungskoeffizienten von s=0,22 (Grund hierfür: Die Sekundärfedern liegen sehr weit außen – Notabene bei der Auslegung des MD 530 für den ICE-1 ein Thema in Sachen Luftwiderstand). (Korrektur) Die Talgo-Wagen (im Prinzip alle ab Generation Talgo III) haben per se einen Neigungskoeffizienten von s=0 (oha!). (Korrektur der Korrektur:) Das vorgenannte gilt für die Fahrzeugumgrenzung. Bezogen auf die auf Wagenkasten nebst Inhalt wirkende Querbeschleunigung ist der Neigungskoeffizient jedoch negativ (da durch die Pendular-Bewegung die Querbeschleunigung kleiner ist).

Mit dem Neigungskoeffizienten läßt sich nun sehr einfach die auf den Wagenkasten (!) effektiv (!) wirkende Querbeschleunigung ermitteln, da dieser den ausgleichenden Effekt der Überhöhung teilweise wieder aufhebt. Die Talgo-7 Wagen brauchen wir, wie man sieht, nicht zu berechnen. Wir konzentrieren uns vielmehr auf den Generatorwagen:
Pro bono nehmen wir für den Generatorwagen – genauer: für dessen auf dem 2' Drehgestell ruhenden Masseteil – einen Neigungskoeffizienten von s=0,225 an, da die DG-Konstruktion ja bekannterweise vom Triebkopf stammt und hier wg. Stromabnehmer per se S_max = 0,225 gelten. Ebenfalls pro bono vernachlässigen wir die Frage, ob und wieweit die Federn redimensioniert wurden und /oder in welchem Verhältnis zum Tk sich die Masse des gefederten Teils (Wagenkasten mit Inhalt) verhält. Schließlich läuft der Tk ja auf voll ausgerüsteten DG, die, wir haben es zuvor bereits gesehen, mind. 20 t Masse haben dürften, womit bei Bo'Bo' Anordnung und 18 t RSL pro DG nur noch 16 t für Wagenkasten und Inhalt verbleiben. Schließlich nehmen wir pro bono noch an, daß die durch die Anordnung der Sekundärfederung – entlang der Drehgestellquerachse (fast schon klassisches Krauss-Maffei Prinzip –> Talgo BT, Tk des Talgo XXI) – kürzere Federbasis durch geeignete Maßnahmen (Federkonstante etc.) ausgeglichen ist.
Damit beträgt die resultierende Querbeschleunigung a_q:

Edit (19.8.2013 – Fehler in der Formel):
a_q_kasten = a_q_gleis * (1+S) = 4,29 m/s^2
(Korrektur von:)
a_q=v^2/r-g*ü/2e_0*(1-S) –> 3,72 m/s^2
wobei:
v Geschwindigkeit (153 km/h)
r Bogenhalbmesser (400 m)
g Erdbeschleunigung (9,81 m/s^2)
ü Überhöhung (180 mm)
2e_0 Laufkreisabstand (1.730 mm – iberische Breitspur!)
s Neigungskoeffizient (0,225)

Zur oben vorgenommenen Korrektur ist zu sagen, daß irrtümlich der Koeffizient in quasistatischer Funktion in die Berechnung eingeflossen ist.

Dummerweise erfährt der auf der Jakobsachse ruhende Masseteil »nur« die bereits zuvor ermittelte Querbeschleunigung von 3,5 m/s^2.

Es ist vermutlich zynisch, wenn man nun festhält, daß der Wagenkasten praktisch hin- und hergerissen ist zwischen diesen Werten.
(Besser formuliert, damit es auch für die Wörtlichnehmer auf Anhieb verstanden werden kann:)
Der Generatorwagen erfährt durch das Wankverhalten über seinem Drehgestell, der Wankpol dürfte sich hier in ca. 1.150mm über SOK befinden, eine zusätzliche Querbeschleunigung nach bogenaußen. Diese wirkt sich, da wir es mit einem sinnvollerweise torsionssteifen Kasten zu haben, auch auf die Hebellage der an den bereits weiter obenen beschriebenen Konsolen des benachbarten Talgo-7 Wagens. Diese führt kraft ihrer ggü. dem Generatorwagen umgekehrten Lage von Wankpol und Schwerpunkt und bei ausreichend Fliehkraftüberschuß (der hier unzweifelhaft gegeben ist) jedoch eine gegenläufige Bewegung aus.
(Edit 27.8. – Fehler in der Formel (falsche Daten verwendet, Wankwinkel schlechterdings noch größer) – Korrektur siehe weiter unten:)
Sofern nicht verrechnet, beträgt das »Wankmaß« des Wagenkastens (Generatorwagen) ggü. der Gleisebene 140 mm, d.h. von der Überhöhung von 180 mm verbleiben 40 mm. Aus diesem Wert läßt sich wiederum der Wankwinkel des Kastens errechnen, dieser beträgt 4,2°.
Da der gekuppelte Talgo-7 Wagen jedoch mit mind. 3° (zu vermuten ist aufgrund der hohen Querbeschleunigung jedoch der max. Winkel von 3,5°) nach gegenläufig »wankt« (pendelt), entsteht ein Versatz von 7,2° (7,7°) zwischen beiden Wagen.
Die Hebellage ist nach vorliegendem Kenntnisstand per se jedoch nur für gleichsinnige Bewegungen ausgelegt.
In Folge dessen übt der massive Fliehkraftüberschuß des Generatorwagens über die Konsolen des Talgo-7 Wagens einen Hebeleffekt auf die Jakobsachse aus, bei dem die bogeninnere Radscheibe massiv ent- und die bogenäußere Radscheibe belastet wird.

Eine kleine Übersicht über die Funktionsweise der Hebellage findet sich bspw. hier (PDF Seite 37):
– [riunet.upv.es]

Anders ausgedrückt:
Nach hier vorliegenden Unterlagen sind Talgo-7 Wagen konstruktiv für eine max. Querbeschleunigung von 2,5 m/s^2 ausgelegt (!). Rechnet man hiermit nun das Wankverhalten des Generatorwagens durch, kommt man auf einen resultierenden Versatz beider Wagentypen von 5,99° (6,49°).
Schwer vorstellbar, daß das in 1:1 wirklich funktioniert.

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Edit (20.8.13):
Beim Suchen im Netz findet man ja bisweilen die schönsten Dinge. Besonders Dimplon- und Dokorarbeiten können zu einer wahren Fundgrube mutieren. So finden wir in der an der Universität von Cantabria (ES) eingereichten Doktorarbeit eines Isidro A. Carrascal Vaquero, in der sich der Autor mit Optimierung und Analyse von Schienenbefestigungen für die spanischen HGV-Strecken beschäftigt, in Kapitel 3 – Mechanik der Schienenbefestigung – in den Grundlagen die folgenden Grenzwerte in Ausdruck der Querbeschleunigung für (1) Verschiebung des Gleisrostes, (2) Entgleisung und (3) Überschlag /Umkippen:

(1) Ripado o desplazamiento lateral de la vía: se produce para: 3,7 m/s^2
(2)
Descarrilamiento: se produce para: 5,9 m/s^2

(3) Vuelco: se produce para: 6,5 m/s^2

mit der vorangestellten Aussage (in spanisch wie englischer Übersetzung):
(ES) Esta aceleración no compensada limita la velocidad de un vehículo en una curva de radio R y peralte establecido h, atendiendo a condiciones de seguridad. Los valores máximos de g están limitados a efectos de evitar los siguientes riesgos. (…) La aceleración no compensada se ve todavía más limitada debido a condiciones de comodidad. La aceleración sufrida por el pasajero, de valores muy
inferiores a los anteriores (1.2 m/s^2), será la que realmente limite la velocidad de un vehículo en una curva.
(EN) This uncompensated acceleration limits the speed of a vehicle in a curve of radius R and cant set h, based on security conditions. The maximum values of g are limited in order to avoid these risks. (…) The uncompensated acceleration is even more limited due to comfort conditions. The acceleration experienced by the passenger, much lower values than the above (1.2 m/s2), will actually limit the speed of a vehicle on a curve.

Mutige Aussage. Derartige theoretische Grenzwerte sind mir für Deutschland nicht im entferntesten bekannt.
Da in der Doktorarbeit auf eine Quelle offensichtlich innerhalb der Universität verwiesen wird (Vorlesungsskript o.ä.), wäre es interessant, auf diese Zugriff zu erhalten.

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Edit (22.8.13):
Ausgehend von den in Aufsatz und Ergänzungen genannten Daten wie Annahmen wurde versucht, den Winkelversatz von Generatorwagen zu erstem Talgo-7 Wagen in einer Skizze darzustellen:

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Edit (27.8.13):
Mit 19.8. und 22.8. wurde bereits versucht, den Wankwinkel des Wagenkastens des Generatorwagens zu bestimmen. Dabei kamen bei den bekannten Werten von Geschwindigkeit, Überhöhung und Bogenhalbmesser ein bereits sehr großer Winkel von 4,2° zustande. Desweiteren wurde bei den Talgo-7 Wagen ein Winkel von 3° resp. 3,5° angenommen.
Nach in der Zwischenzeit weiteren gesichteten Unterlagen von Talgo sowie Korrektur eines Rechenfehlers (Laufkreisabstand statt richtig die Federbasis für den Wankwinkel verwendet) müssen bei den gegebenen Werten als Wankwinkel des Generatorwagen-Kastens leider 4,58° angesetzt werden sowie die vollen 3,5° für die Neigung des Talgo-7 Wagens. Damit ergibt sich ein Offset von total 8,08° zwischen beiden Wagenkästen. Und dieser Versatz ist nicht nur für die Dämpfer resp. deren Konsolen ein Problem, sondern vor allem (!) für den Queranschlag.
(weiteres folgt)





36-mal bearbeitet. Zuletzt am 2013:08:29:11:21:43.

heineken schrieb:
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> Vorwort: Ich habe mich bewusst dazu entschlossen,
> diesen nicht ganz kleinen Text nicht im im
> Newsforum angepinnten Riesenthread zum Unglück
> anzuhängen, sondern hier, im allgemeinen Forum,
> einen neuen dazu zu eröffnen.

Danke für diese ausführliche Erläuterung und für die Trennung von dem Thread- Monster.
Ich hätte gestern beinahe nachgefragt, warum im anderen Thread der Generatorwagen so "unfreundlich" behandelt wird, das ist nun mehr als umfassend erklärt.
Denn eigentlich ist das ja ein Traumzug: Hybrid, Neigetechnik, Geschwindigkeit, Niederflur, Leichtbau (?), Spurwechselfähigkeit, also die eierlegende Wollmilchsau, von der wir in Deutschland das eine oder andere brauchen könnten.

Eine Frage bleibt:
Ich habe nicht zweifelsfrei herausgelesen, ob in den Rechnungen berücksichtigt ist, dass die Bremswirkung die Seitenkräfte in der Kurve erhöht. Zug fuhr ja wohl mit voller Bremsleistung in die Kurve.
Wäre der Zug nicht in der Kurve evtl. stabiler gewesen, wenn vor der Kurve die Bremsen gelöst worden wären?
Oder ist das Autofahrerlatein (Ohne die heutigen elektronische Hilfsmittel hat man ja gelernt, Bremsen oder lenken!)

Gruß KG

Danke für die ausführlichen Erläuterungen. Eine angenehme Abweichung von den sonst vorherrschenden oberflächlichen "Meinungs"-diskussionen.

Mir erschließt sich allerdings nicht wie sich die Gierfreudigkeit des Generatorwagens herleitet. Wenn, wie ich verstanden habe, der Schwerpunkt ziemlich weit vorne auf dem Drehgestell liegt, dann ist doch der kürzestmögliche Hebelarm für die Masse des Generatorsatzes erreicht worden. Hätte er sich im hinteren Teil, nahe der Einzelachse, befunden, wäre mit dieser Masse ein größerer Hebelarm verbunden und damit eine größere Neigung auszubrechen. À la VW-Käfer. Hier wurde aber doch der Trägheitsradius minmiert.

Daß die hohe Schwerpunktlage ungünstig ist, kann ich sehr gut nachvollziehen.

Manfred

Elektrain schrieb:
-------------------------------------------------------
> Danke für die ausführlichen Erläuterungen. Eine
> angenehme Abweichung von den sonst vorherrschenden
> oberflächlichen "Meinungs"-diskussionen.

Keine Ursache.
Micht umtreibt das Ganze, gerade weil damit wieder Bilder aus 1998 hochkommen.
Und damals hatte man bekanntlich ein für den HGV seltsames Rad, kombiniert mit Schlamperei in der Instandhaltung, was zum bekannten Ergebnis führte. Das Versagen des Rechtsstaates in der anschließenden juristischen Würdigung hatte dem Ganzen die Sahne dazugegeben. (Und die Kirsche obendrauf, die hat ein gewisser Herr Grube vor ziemlich genau zwei Monaten obenauf platziert.)

> Mir erschließt sich allerdings nicht wie sich die
> Gierfreudigkeit des Generatorwagens herleitet.

Konzentration großer Masse nahe der Gierachse. Daraus folgend kleines Trägheitsmoment -> »schnellere« Anregung des Systems. Vereinfacht ausgedrückt werden diese Bewegung neben den Schlingerdämpfern zwischen DG und Wagenkasten nur aufgehalten durch die Aufhängung an der Jakobsachse am anderen Kastenende.
Im Normalbetrieb alles kein Problem. Da zerrt und zuckt der Wagen im beherrschbaren Bereich.
Die unfallverursachende Kurvenfahrt war eben nur kein Normalbetrieb mehr …

Was mich interessiert: Wo genau ist der Kraftstofftank im Generatorwagen und wie ist der aufgebaut?

(Dieser Beitrag enthält keinen Text)

Danke für die Klärung.

Also Gierfreudigkeit also aufgrund geringer Trägheit. D.h. kleiner Trägheitsradius.

Damit wird aber genau die passive Eigenschaft sich leicht in Drehung versetzen lassen beschrieben. D.h. aber der Generatorwagen ist nicht die Ursache sondern nur ein williges Opfer irgendwelcher Kräfte, die ihn aus dem Gleis drücken. Immer in Bezug auf Drehung um die Hochachse gedacht.

Wenn der hohe Schwerpunkt und die dort wirkende Masse aber im Bereich des Drehgestells zusammenwirken, dann spielt die Gierfreudigkeit nur eine Nebenrolle. Hier ist Kippen (Wanken) und aus-dem-Gleis-drücken der Hauptfaktor.

Dem Wanken wirkt die Kopplung zum nächsten Wagen entgegen, bzw. wirkt es auf den nächsten Wagen. Eigentlich positiv hinsichtlich dem Umkippen. Andererseits aber negativ, da ein Drehmoment aus der Kombination Pendeln des nächsten Wagens (Kraft nach Kurvenaußen auf tiefer Ebene) und Zentrifugalkraft auf hoher Ebene durch die Motor-Generator-Masse entsteht. Dieses würde das Drehgestell aus dem Gleis drücken, ohne den Wagen zu kippen.

Wenn der Generator-Wagen durch Drehung aus dem Gleis geriet, sind dann nicht aber die folgenden Wagen schuld? Nach den berechneten Daten der Querbeschleunigung unwahrscheinlich.

Mein Schluss ist, daß der Generator-Wagen aufgrund der Querbeschleunigung (eher Trägheit) aus dem Gleis gedrückt wurde. Nicht aber dadurch, daß die Massenverteilung anders hätte sein können/müssen. Der Schwerpunkt war halt zu hoch für diese Kurve.

Manfred

Den alten Thread finde ich nicht mehr (nicht, daß ich ihn vermisse würde!). Wie es aber scheint, ist die Überhöhung nach wie vor nicht bekannt. Es hatte mich stutzig gemacht, daß nur 80 km/h zugelassen sind; bei dieser Geschwindigkeit würden ca. 70 mm Überhöhung ausreichen, um den deutschen Vorschriften gerecht zu werden. Solange wir die Überhöhung aber nicht kennen, werden wir uns mit der Berechnung der Querbeschleunigung (und mit Berechnungen überhaupt) schwertun.
Ich habe mir mal den alten "Ritzau" zur Hand genommen (das einzige Buch über Unfälle, das ich besitze). Wenn die Zahlenangaben stimmen, entgleiste der D 370 in Rheinweiler bei ca. 3,75 m/s2 und der TEE 56 in Aitrang bei 3,2 m/s2, letzterer allerdings in einer Weiche.

Der "Alte Thread" ist allgegenwärtig: [www.drehscheibe-foren.de]

Findige Grüße





1-mal bearbeitet. Zuletzt am 2013:08:01:18:34:28.

Hallo,

vielen Dank zunächst für die nachvolziehbare Darstellung abseits der üblichen Spekulationen.

Wie Du schon schreibst, wird der Unfall auf ein "unglückliches" Zusammentreffen verschiedener Faktoren zurückzuführen sein.

Mein Augenmerk richtet sich - unabhängig von der (nicht vorhandenen) Sicherungstechnik auf die, zumindest in diesem Extremfall, möglicherweise "inkompatible" Koppelung zwischen dem Generatorwagen und dem ersten Talgo-Waggon sowie den von Dir beschriebenen diametral sich verhaltenden Wankbewegungen in diesem Bereich:
Ausgehend von Deinen Erläuterungen kann m.E. davon ausgegangen werden, dass die "Federung" des ersten, wie auch des letzten Talgo-Wagens, bedingt durch die für den Kurvenradius deutlich überhöhte Geschwindigkeit auf Block war, mithin auf der Kurveninnenseite keinen Restfederweg mehr aufwies. Also eine "statische" Verbindung von Wagenkasten und Fahrwerk, ähnlich einer Stange.
Wankt dann der Genratorwagen wie jeder herkömmliche Wagen, also entgegen der durch die Talgo-Technik bedingten Richtung, bleibt kein Restfederweg, der diese entgegengesetzte Bewegung noch ausgleichen könnte. Im Gegenteil wirkt die "versteifte" Federung nun wie ein Hebel, über den der erste, wie auch der letzte Talgo-Wagen zwangsläufig aus dem Gleis gehoben werden muss.

Gruß
Dirk Möller

Hallo zusammen,

die weiteren Diskussionen zu diesem Unfall sind hier zu finden:

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Viele Grüße

Alfons

PS:
Vielen Dank an heineken für die fundierten Erläuterungen

Dirk Möller schrieb:
-------------------------------------------------------
> Ausgehend von Deinen Erläuterungen kann m.E. davon
> ausgegangen werden, dass die "Federung" des
> ersten, wie auch des letzten Talgo-Wagens, bedingt
> durch die für den Kurvenradius deutlich überhöhte
> Geschwindigkeit auf Block war, mithin auf der
> Kurveninnenseite keinen Restfederweg mehr aufwies.
> Also eine "statische" Verbindung von Wagenkasten
> und Fahrwerk, ähnlich einer Stange.
> Wankt dann der Genratorwagen wie jeder
> herkömmliche Wagen, also entgegen der durch die
> Talgo-Technik bedingten Richtung, bleibt kein
> Restfederweg, der diese entgegengesetzte Bewegung
> noch ausgleichen könnte. Im Gegenteil wirkt die
> "versteifte" Federung nun wie ein Hebel, über den
> der erste, wie auch der letzte Talgo-Wagen
> zwangsläufig aus dem Gleis gehoben werden muss.

(Edit:) Zur Luftfederung der Talgo-Wagen gibts unten ein Maß. Während die Frage nach der Federung ja auch die Sekundärfederung des Generatorwagens betrifft (Talgo-Laufwerke mit Vmax <300 km/h haben übrigens »nur« eine Federstufe – was bei der geringen ungefederten Masse (s.u.) und der systemimanenten Radialeinstellung jedoch kein Problem darstellen sollte):

Ja, das mit den Flexicoil-Federn, die im schlechtesten Fall bis auf Blocklänge komprimiert wurden, hatte ich heute schon mal in einer PN angedacht, die ich jetzt mal öffentlich stelle (ist ja meine eigene ;-):
Was ich bislang noch nicht beleuchtet habe, ist die Wirkung der Flexicoil-Federn selbst. Denn diese wurden durch die hohe Querbeschleunigung weit über normal belastet. Wenn nun die äußere (die Federn steht ja in Querachse des DG) annähernd auf Blocklänge komprimiert wurde, ging der Ausdrehwiderstand des Drehgestells schlagartig nach oben. Was bei meinem Verständnis unmittelbar zum Aufklettern der Spurkränze führen mußte.

Wir sollten bedenken, daß es sich mit Flexicoil-Federn um verhältnismäßig lange (großer Einbauraum, deshalb entweder gekröpfte DG-Schwingen – bspw. Talgo 250(H), Siemens 1x16) oder konstruktives Eindringen in den Wagenkasten (bspw. Bombardier Traxx) – Elemente handelt, deren Freiheitsgrad senkrecht zur Federachse inhärent wichtig für die Möglichkeit der DG-Auslenkung ggü. dem Wagenkasten ist. Bei 400m Radius kommt bereits eine deutlich sichtbare Auslenkung heraus.

Entgegen dem obigen Zitat, daß der führende Radsatz beginnt aufzuklettern, kann man auch in die andere Richtung denken: Der Wagenkasten mit seinem auf der Jakobsachse liegenden Ende schlägt schlagartig nach bogenaußen. »Zu Hilfe« kommt ihm dabei die Masseverteilung (max. 9 t auf der Jakobsachse (habe im Aufsatz irrtümlich noch 7 t dort stehen) vs. 36 t auf dem Drehgestell und die bereits erwähnte leichte Erregbarkeit zur Drehung um die Hochachse (durch kleinen Trägheitsradius, Dank an elektrain für die Präzisierung). Da nach bogenaußen nun auch die Zentrifugalkraft wirkt, zerren an der Jakobsachse entsprechend große Kräfte, die sie aus dem Gleis drückt. Mit der bereits beschriebenen Wirkung auf die Talgo-Wagen dahinter.
Am anderen Ende des Generatorwagens passiert interessanterweise etliche Meter erstmal nichts. Erst als sich der führende Tk ungefähr in Höhe Beginn der Stützmauer befindet, zu diesem Zeitpunkt sind bereits mind. vier der neun Talgo-Wagen am Entgleisen, beginnt er über sein hinteres DG zu entgleisen (makaber: Das erste Eisenbahnfahrzeug mit Power-Slide ähnlicher Bewegung). Möglichweise ist unmittelbar davor der entgleiste Teil an der beginnenden Stützmauer angeschlagen, was zu einer abrupten Verzögerung geführt haben wird. Bis dahin hatte der Tk angesichts der hohen Geschwindigkeit eine bemerkenswert stabile Gleislage.
Nach dem Unglück fand man interessanterweise den führenden Tk, ersten Generatorwagen sowie die nachfolgenden beiden Talgo-Wagen in ihrer Struktur noch als solche erkennbar im Graben liegend entlang der ursprünglichen Fahrtrichtung. Wobei Generator- und erster Talgo-Wagen scheinbar noch gekuppelt waren.

Unterdessen sind noch ein paar Daten zum Zug aufgetaucht:
– 2.000 Liter Dieselkraftstoff pro Generatorwagen
– ZuSi-Systeme an Bord: ASFA »A-AVE« und »A-200«, EBICAB, LZB (scheinbar via ETCS-STM), ETCS L1 und L2. ETCS von Bombardier. Welches EBICAB gemeint ist, sagt die Quelle nicht.
(Edit:) Und ein paar grundsätzliche Daten der Talgo-7 Wagen zusammengetragen:
– Masse Kastenstruktur 4,1 t
– Masse Einzelrad-Fahrwerk 2,5 t (andere Quellen 2,6 t)
– Leermasse fertigen Wagen (B) 14 t
– Länge über Drehpunkt 13,14m
– max. Neigungswinkel des Wagenkasten (3,5°) bei unkomp. Querbeschleunigung von 1,5 m/s^2, d.h. ab hier müßte die Luftfeder auf ihrer Notlaufeinrichtung arbeiten

Sowie zum praktisch nur als Versuchsträger genutzem Talgo XXI, der Anfang des letzten Jahrzehnts auf die Gleise gestellt worden war (die zwei Einheiten sind inzwischen an den Netzbetreiber ADIF veräussert worden):
– der dieselhydraulische Triebkopf des Talgo XXI, gleiche Achsfolge wie der Generatorwagen, hat eine Masse von 44 t. Lastverteilung ist dort 2:1 (B' zu 1'). Was bedeuten würde, daß auf der Jakobsachse nur 3,33 t vom benachbarten Talgo-7 Wagen aufliegen dürften (bei 18 t RSL). Halte ich für unwahrscheinlich, d.h. auf dem Triebdrehgestell müssten mehr als die angegebenen 29,33 t liegen (was ja auch für die Traktionseigenschaften vorteilhaft wäre). Noch was: DH ist eigentlich etwas leichgewichtiger als DE. Talgo gibt für den projektierten, aber nie gebauten elektrischen Tk (15 kV, 16,7 Hz!) jedoch 43 t an. Das bei 2.000 kW Leistung ggü. nur 1.500 kW Leistung beim dieselhydraulischen Tk.
– das beim Talgo 250 Tk verwendete Drehgestell ist aus dem Triebdrehgestell des Talgo XXI abgeleitet und von Talgo entwickelt. (Wobei Kraus-Maffei seine Finger im Spiel hatte beim Bau des ersten der (beiden einzigen je gebauten?) Talgo XXI Tk. –> Wie konzipiert man einen Vmax 220 km/h tauglichen DG-Rahmen für leichtgewichtige DH-Komponenten (Kardanwelle und Radsatzgetriebe) so um, daß 2x ca. 2 t schwere E-Motor- und Getriebeeinheiten und Vmax 250 km/h dabei herauskommen, ohne eine komplett neue Konstruktion zu erhalten?

Nach noch einigen weiteren zutagebeförderten Dingen frage ich mich, wer eigentlich das Engineering für den Generatorwagen durchgeführt hat: Patentes Talgo, Bombardier oder RENFE Integria?
(Die Sache fängt IMHO nämlich an zu stinken.)





7-mal bearbeitet. Zuletzt am 2013:08:02:10:11:54.

Nach dem Motto: schneller, höher, weiter, wird es auch in Zukunft solche Unglücke geben.
Vielleicht sollte die Bahn sich wieder mehr um die regionalen Verbindungen (mit normalem Tempo) kümmern, damit man auch wieder mal ins Nachbardorf mit der Bahn fahren kann.
Wer es eilig hat oder weiter weg will sollte das Flugzeug nehmen.
Physikalische Gesetze kann man nicht umgehen und menschliches oder technische Versagen kann man auch nie ausschließen.

Zitat:

KT4D-turbo schrieb:
-------------------------------------------------------
Physikalische Gesetze kann man nicht umgehen und menschliches oder technische Versagen kann man auch nie ausschließen.

Und das gilt für deine Fahrt ins Nachbardorf nicht?

Obwohl ich weiß, daß DSO ein offenes Diskussionsforum ist, würde ich mir wünschen, daß wir wenigstens in diesem Thread mal Küchentisch-Philosophie und Meta-Diskurse darüber einfach sein lassen.

Ich habe in meinem ergänzenden Beitrag von gestern Abend – [www.drehscheibe-foren.de] – bereits angedeutet, daß ich das ganze Thema inhaltlich (nicht philosophisch) für noch nicht beendet halte.

Ein Vorgeschmack darauf liefert euch vlt. ein Blick hier hinein. Vlt. sagt ja nicht nur meine Intuition mir beim Blick auf das Schnittschema etwas:

heineken schrieb:
-------------------------------------------------------
>
> Ein Vorgeschmack darauf liefert euch vlt. ein
> Blick hier hinein. Vlt. sagt ja nicht nur meine
> Intuition mir beim Blick auf das Schnittschema
> etwas:
>
>

Hallo Sven,

Du spielst auf den recht hohen Schwerpunkt der Antriebseinheit an?

Gruß und vielen Dank für dieses sehr interessante Thema!

Thomas

Thomaner schrieb:
-------------------------------------------------------
> Du spielst auf den recht hohen Schwerpunkt der
> Antriebseinheit an?

Wenn du damit den neuen Generatorwagen meinst, ja.
Wenn du damit den Talgo XXI Triebkopf meinst, dann überleg' nochmal. Das Leistungsgewicht des Voith L520reU2 liegt bei 2,4 kG/kW, d.h. das Ding wiegt 3,36 t. Was wiegen die, interessant eingebaute, Scheibenbremsanlage? Was wiegen die Radsatzgetriebe? Und was die Gelenkwellen?

Es wäre schön, wenn wir jemand finden würden, der uns die UIC 518 erklären kann.

Hinsichtlich der Schwerpunktsthematik hätte man hier die Anordnung vielleicht anders machen können.

1. Motor an die Stelle des Getriebes in Tieflage
2. Getriebe über das Drehgestell, Abtriebsteil auf Höhe der Achswellengetriebe
3. Antriebsstrang vom Getriebe nach hinten und vorn zu den Achswellen

Da von einer Flexicoil Drehgestell-Lagerung auszugehen ist, stellt der Getriebeblock zwischen den Drehgestellachsen eigentlich kein Problem dar.

Manfred

edit Rechtschreibung



1-mal bearbeitet. Zuletzt am 2013:08:02:14:43:27.

Super aufgeschlüsselt und verständlich beschrieben. Eine Frage stellt sich mir jedoch bei dem scheinbar unglücklich konstruierten Generatorwagen, er ruht ja auf der einen Seite auf einem von konventionellen Wagons bekannten konventionellen Drehgestell, auf der anderen Seite aber auf der Jakobsachse mit Neigungstechnik. Die Frage ist, wenn er sich auf der Jakobsseite automatisch in die Kurve neigt, folgt dann das konventionelle Drehgestell auch der Neigungsbewegung, oder kommt hier eine gewollte kontrollierte Torsion des Wagenkastens ins Spiel...? (das sowas bewusst ausgenutzt wird, ist ja aus dem Flugzeugbau bei Belastung von Tragflächen durchaus bekannt)

Ohne es zu wissen: Wenn kein Durchgang zu den Wagen erforderlich/vorhanden ist, könnte er sich unabhängig von den Passagierwaggons bewegen.

Manfred

KT4D-turbo schrieb:
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> Wer es eilig hat oder weiter weg will sollte das
> Flugzeug nehmen.

Da bin ich strikt dagegen, aus ökologischen Gründen gibts immer noch viel zu viele Kurzstreckenflüge! Alles unter 1000 km gehört auf die Bahn (oder schlimmstenfalls auf die Straße).