700 PS gegen 33 Promille: So bezwingt die Brockenbahn den Berg
700 PS, fünf Kuppelachsen und 33 ‰ Steigung: So bringt die Brockenbahn ihre schweren Dampfzüge ohne Zahnstange auf den Gipfel
Die Brockenbahn fährt ohne Zahnstange auf den Gipfel. Entscheidend sind Dampf, Zugkraft und der Kraftschluss zwischen Rad und Schiene.
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Nach dem Zusammenstoß mit einem Traktor muss eine Dampflok der Harzer Schmalspurbahnen zunächst in die Werkstatt. Der Unfall ereignete sich zwar auf der Harzquerbahn bei Benneckenstein. Seine Folgen reichen jedoch bis auf die Brockenbahn: Vom 20. bis 23. Juli 2026 übernimmt dort bei vier Zügen eine historische Diesellokomotive den Dienst.
Der Ausfall zeigt, dass die Dampfloks im Harz keine rollenden Museumsexponate sind. Sie fahren nach einem regulären Fahrplan und müssen dabei eine technisch anspruchsvolle Gebirgsstrecke bewältigen. Auf dem Weg zum Brocken treffen rund 700 PS auf Steigungen von bis zu 33 ‰. Eine Zahnstange gibt es nicht. Entscheidend ist allein, wie viel Kraft die Lok über ihre Räder auf die Schienen bringen kann.
Inhaltsverzeichnis
- Ohne Zahnstange auf den Brocken
- Warum 700 PS allein nicht reichen
- 47,5 t lasten auf den Kuppelachsen
- Wie Kohle und Wasser zu Zugkraft werden
- Lokführer und Heizer müssen vorausdenken
- Bergab wird Lageenergie zu Wärme
- Wann Diesel statt Dampf übernimmt
- Konstruktion aus den 1950er-Jahren, laufend erneuert
Ohne Zahnstange auf den Brocken
Besonders anspruchsvoll ist der Abschnitt ab Drei Annen Hohne. Von dort benötigen die Züge nach Angaben der Harzer Schmalspurbahnen GmbH (HSB) etwa 50 Minuten bis zum Brockenbahnhof auf 1125 m Höhe. Die Strecke besitzt eine Spurweite von 1000 mm und ist als reine Adhäsionsbahn ausgeführt.
Das bedeutet: Die Lok zieht den Zug ausschließlich über den Kraftschluss zwischen Stahlrad und Stahlschiene nach oben. Anders als bei einer Zahnradbahn greift kein zusätzliches Zahnrad in eine Zahnstange zwischen den Schienen.
Die maximale Neigung beträgt 1:30. Das entspricht rund 33 ‰ oder 3,3 %. Auf 1.000 m horizontaler Entfernung steigt das Gleis damit um etwa 33 m.
Für einen schweren Zug ist das erheblich. Je Tonne Zugmasse entstehen bei 33 ‰ rund 324 N Steigungswiderstand. Die Näherung ergibt sich aus der Masse, der Erdbeschleunigung und der Neigung:
F=m⋅g⋅i
Was 33 ‰ für einen Zug bedeuten:
- Steigungswiderstand je Tonne Zugmasse: rund 324 N
- Bei angenommenen 100 t Zugmasse: rund 32 kN
- Bei angenommenen 150 t Zugmasse: rund 49 kN
- Hinzu kommen Roll- und Bogenwiderstand
- Beim Beschleunigen muss die Lok zusätzlich die Trägheit des Zuges überwinden
Die Werte für 100 t und 150 t sind Modellrechnungen. Die HSB veröffentlicht keine konkrete Gesamtmasse eines typischen Brocken-Dampfzuges.
Die Lok muss die erforderliche Kraft jedoch nicht nur in den Zylindern erzeugen. Sie muss sie auch ohne Schleudern auf die Schienen übertragen.
Warum 700 PS allein nicht reichen
Die HSB beziffert die Leistung ihrer Dampflokomotiven mit rund 700 PS, umgerechnet etwa 515 kW. Welche Bezugsgröße das Unternehmen verwendet, wird auf der Streckenseite nicht näher erläutert.
Bei einer Dampflok kann zwischen der thermischen Leistung des Kessels, der in den Zylindern erzeugten Leistung und der tatsächlich am Radumfang oder am Zughaken verfügbaren Leistung unterschieden werden. Die 700 PS sind deshalb vor allem als Größenordnung zu verstehen.
Für die Bergfahrt ist zunächst die Zugkraft entscheidend. Leistung und Zugkraft hängen über die Geschwindigkeit zusammen:
P=F⋅v
Bei niedriger Geschwindigkeit kann eine Lok eine hohe Zugkraft entwickeln, ohne bereits ihre maximale Leistung abzugeben. Je schneller der Zug fährt, desto mehr Leistung ist nötig, um dieselbe Zugkraft aufrechtzuerhalten.
Eine weitere Grenze setzt die Haftung zwischen Rad und Schiene. Die Dampfmaschine kann nur so viel Kraft nutzen, wie die Räder übertragen können. Wird diese Grenze überschritten, beginnen sie zu schleudern. Mehr Dampf sorgt dann nicht für mehr Vortrieb.
47,5 t lasten auf den Kuppelachsen
Auf der Brockenbahn kommen vor allem Lokomotiven der Baureihe 99 7231 bis 99 7247 zum Einsatz. Die 17 Maschinen wurden zwischen 1954 und 1956 gebaut. Bei vollen Vorräten besitzt eine Lok eine Dienstmasse von 64,5 t.
Für die übertragbare Zugkraft ist jedoch nicht das gesamte Gewicht ausschlaggebend. Entscheidend ist die Reibungsmasse, also der Teil der Lokmasse, der auf den angetriebenen Radsätzen liegt. Bei den Brockenloks sind das 47,5 t.
| Technische Kenngröße | Wert |
| Baureihe | 99 7231 bis 99 7247 |
| Baujahre | 1954 bis 1956 |
| Dienstmasse | 64,5 t |
| Reibungsmasse | 47,5 t |
| Achsfolge | 1’E1’ |
| Zahl der Kuppelachsen | 5 |
| Mittlere Kuppelachslast | 9,5 t |
| Höchstgeschwindigkeit | 40 km/h |
| Kesselüberdruck | 14 bar |
| Kohlevorrat | 4 t |
| Wasservorrat | 8 m³ |
Die Achsfolge 1’E1’ steht für eine vorauslaufende Laufachse, fünf Kuppelachsen und eine nachlaufende Laufachse. Die Treibstangen übertragen die Kolbenkräfte auf den Treibradsatz. Kuppelstangen leiten die Bewegung an die übrigen vier Kuppelradsätze weiter. Dadurch wirken alle fünf Kuppelachsen gemeinsam auf den Vortrieb.
Wie viel Kraft tatsächlich auf die Schiene gelangt, hängt vom Haftbeiwert ab. Nässe, Laub, Reif oder Verschmutzungen können ihn deutlich verringern. Beginnen die Räder zu schleudern, muss der Lokführer den Regler zurücknehmen, bis sie wieder kontrolliert abrollen.
Die Kunst besteht darin, genügend Kraft für die Steigung bereitzustellen, ohne die Haftungsgrenze zu überschreiten.
Wie Kohle und Wasser zu Zugkraft werden
Die Brockenloks besitzen zwei Zylinder mit jeweils 500 mm Durchmesser und 500 mm Kolbenhub. Der Kessel arbeitet mit einem zulässigen Überdruck von 14 bar. Die Rostfläche der Feuerbüchse beträgt 2,8 m².
Eine Lok kann bis zu 4 t Kohle und 8 m³ Wasser mitführen. Dabei handelt es sich um die Vorräte der Maschine, nicht um den Verbrauch einer einzelnen Fahrt zum Brocken. Konkrete Verbrauchswerte für die Bergfahrt veröffentlicht die HSB nicht.
So gelangt die Energie auf die Schiene:
- Die Kohle verbrennt auf dem Rost.
- Heiße Rauchgase erhitzen das Kesselwasser.
- Der entstehende Dampf strömt in die beiden Zylinder.
- Die Kolben bewegen die Treibstangen.
- Kuppelstangen verteilen die Bewegung auf fünf Radsätze.
- Die Räder übertragen die Zugkraft auf die Schienen.
Gesteuert wird die Dampfzufuhr über eine Heusinger-Steuerung mit Kuhnscher Schleife. Der Lokführer kann damit beeinflussen, wie lange Frischdampf in die Zylinder einströmt.
Beim Anfahren lässt sich eine größere Füllung wählen. Der Dampf wirkt dann über einen größeren Teil des Kolbenwegs. Das erhöht die verfügbare Kraft, steigert aber auch den Dampfverbrauch. Bei kleinerer Füllung kann sich der eingeschlossene Dampf stärker ausdehnen und seine Energie besser ausnutzen.
Lokführer und Heizer müssen vorausdenken
Während der Lokführer Regler und Steuerung an Geschwindigkeit, Steigung und Haftung anpasst, sorgt der Heizer für den nötigen Dampfnachschub. Er verteilt die Kohle auf dem Rost, überwacht den Wasserstand und führt dem Kessel über die Speiseeinrichtungen neues Wasser zu. Gleichzeitig muss er den Kesseldruck möglichst stabil halten.
Das verlangt vorausschauendes Arbeiten. Wird mehr Dampf aus dem Kessel entnommen, als neu entsteht, sinkt der Druck. Damit fällt auch die Leistung der Dampfmaschine. Mehr Kohle auf dem Rost wirkt jedoch nicht sofort. Der Brennstoff muss zunächst verbrennen, die Wärme auf das Wasser übergehen und neuer Dampf entstehen.
Lokführer und Heizer müssen deshalb wissen, wann die nächsten Steigungsabschnitte folgen. Der Lokführer ruft Leistung ab, der Heizer muss sie rechtzeitig bereitstellen. Die Fahrt zum Brocken ist kein kurzer Kraftakt, sondern ein fortlaufender Abstimmungsprozess.
Bergab wird Lageenergie zu Wärme
Auch die Rückfahrt ins Tal stellt hohe Anforderungen an das System. Nun wirkt die Hangabtriebskraft in Fahrtrichtung und beschleunigt den Zug.
Bei gleichbleibender Geschwindigkeit wird die während der Bergfahrt gewonnene Lageenergie an den Reibflächen der Bremsen in Wärme umgewandelt. Wird der Zug zusätzlich verzögert, kommt auch seine kinetische Energie hinzu.
| Bergfahrt | Talfahrt |
| Die Lok muss den Steigungswiderstand überwinden. | Die Hangabtriebskraft beschleunigt den Zug. |
| Die Haftung begrenzt die übertragbare Zugkraft. | Die Bremsen begrenzen die Geschwindigkeit. |
| Der Kessel muss kontinuierlich Dampf liefern. | Lageenergie wird überwiegend in Wärme umgewandelt. |
| Schleudern der Räder muss vermieden werden. | Eine zu hohe thermische Belastung der Bremsen muss vermieden werden. |
Die HSB nennt für die Brockenloks die Bremsbauart „EMV 10 mit Zusatzbremse“. Weitere Angaben zur Bremsausrüstung der Wagen, zur Bremsführung auf der Gefällestrecke oder zur Wärmebelastung der Bremsklötze veröffentlicht das Unternehmen in seiner Fahrzeugbeschreibung nicht.
Das Grundprinzip bleibt dennoch eindeutig: Bergauf muss die Lok möglichst viel Kraft auf die Schiene bringen. Bergab müssen die Bremsen verhindern, dass dieselbe Masse unkontrolliert Geschwindigkeit aufnimmt.
Wann Diesel statt Dampf übernimmt
Neben Steigung und Haftung kann auch die Witterung den Dampfbetrieb begrenzen. Ende Juni 2026 setzte die HSB wegen der hohen Waldbrandgefahr auf der Brockenbahn vorübergehend Diesellokomotiven ein. Anfang Juli kehrten die Dampfloks zurück, nachdem sich die Lage im Harz entspannt hatte.
Dampflokomotiven können Funken und heiße Partikel ausstoßen. Bei trockener Vegetation erhöht das das Brandrisiko. Diesellokomotiven halten den Zugverkehr deshalb auch dann aufrecht, wenn Dampfloks aus Gründen des vorbeugenden Brandschutzes nicht eingesetzt werden.
Nach dem Unfall bei Benneckenstein übernehmen sie nun erneut einen Teil der Fahrten – diesmal, weil eine Dampflok für Reparaturen ausfällt.
Konstruktion aus den 1950er-Jahren, laufend erneuert
Die Brockenloks beruhen auf einer Konstruktion aus den 1950er-Jahren. Ihr heutiger Zustand entspricht jedoch nicht mehr vollständig dem damaligen Bauzustand.
Zwischen 2004 und 2012 durchliefen die Maschinen ein umfangreiches Erneuerungsprogramm. Dabei wurden nach Angaben der HSB insbesondere Rahmen und Zylinder ersetzt. Rund zehn der 17 übernommenen Lokomotiven stehen planmäßig in Wernigerode und Nordhausen Nord im Einsatz.
Ihre Höchstgeschwindigkeit beträgt vorwärts wie rückwärts 40 km/h. Auf der Brockenstrecke ist jedoch nicht die Spitzengeschwindigkeit entscheidend. Gefragt ist die Fähigkeit, über längere Zeit genügend Dampf und Zugkraft bereitzustellen.
Die rund 700 PS allein bringen den Zug nicht auf den Berg. Erst das Zusammenspiel aus Feuerung, Kessel, Zylindern, fünf Kuppelachsen und dem Betriebspersonal macht die Fahrt möglich. Die Brockenbahn bewältigt ihre Steigungen ohne Zahnstange – allein mit Dampf und dem Kraftschluss zwischen Rad und Schiene.
Quellen:
- Harzer Schmalspurbahnen: Brockenbahn
- Harzer Schmalspurbahnen: Baureihe 99 7231 bis 99 7247
- Harzer Schmalspurbahnen: Aktuelle Fahrplanänderungen
- Polizei Sachsen-Anhalt: Zusammenstoß zwischen Traktor und Dampflok
- Freundeskreis Selketalbahn: Streckendaten der Harzer Schmalspurbahnen
- MDR Sachsen-Anhalt: Dieselloks ersetzen Dampfloks wegen Waldbrandgefahr
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