11 1 Einleitung 1 Einleitung Markus Hecht Schienenfahrzeuge sind zum einen wichtige Elemente im System Schienenverkehr, auch Eisenbahn oder kurz Bahn genannt. Zum anderen sind diese Fahrzeuge selbst hochkomplexe Systeme, die sich aus vielen Subsystemen zusammensetzen. Die großen Vorteile des Schienenverkehrs gegenüber anderen Landverkehrssystemen, wie geringer Raum- und Energiebedarf sowie niedrige Treibhausgasemissionen, kommen nur zum Tragen, wenn sowohl die Schnittstellen zur Einbindung des Fahrzeugs in das Verkehrssystem mit seiner Infrastruktur und Betriebsführungstechnik richtig ausgebildet, als auch innerhalb des Systems die Subsysteme zueinander und deren Funktionen richtig ausgeführt sind. Je nach Beförderungsaufgabe und gesetzlichen Rahmenbedingungen werden einerseits Vollbahn- und Nahverkehrsfahrzeuge, andererseits Personen- und Güterverkehrsfahrzeuge unterschieden. Eine ihren Aufgaben entsprechende Entwicklung der Fahrzeuge soll nicht nur die optimale Erfüllung der jeweiligen Anforderungen sicherstellen, sondern auch die Investitions- und Betriebskosten in tragbarem Rahmen halten. Der Aufbau des vorliegenden Handbuchs: In Kapitel 2 werden die Grundlagen der Schienenfahrzeugtechnik erläutert. Nach einer begrifflichen Klärung werden die physikalischen Randbedingungen aufgezeigt. Dies sind der RadSchiene-Kontakt mit seinen Aufgaben Tragen und Führen sowie Antriebs- und Bremskraftübertragung. Die Fahrwiderstände – viele als Funktion der Fahrgeschwindigkeit – müssen zur Dimensionierung der Antriebsanlage bekannt sein. Die Bremstechnik in enger Abstimmung mit der Signaltechnik und der daran angeschlossenen Zugsicherungstechnik bestimmt zum einen die fahrbaren Höchstgeschwindigkeiten und zum anderen die bewegbaren Zugmassen. Die fahrdynamische Auslegung, insbesondere die Dimensionierung der Feder- und Dämpferkennwerte, ist eine weitere wichtige Disziplin zur Gewährleistung der Fahrsicherheit und eines möglichst guten Fahrkomforts. Durch die moderne Rechentechnik kann mittels fahrdynamischer Simulationen die Optimierung der Fahrzeuge mit sehr vielen Freiheitsgraden kostengünstig durchgeführt werden. Nur dadurch ist der heutige Hochgeschwindigkeitsverkehr mit planmäßigen maximalen Betriebsgeschwindigkeiten von 350 km/h und mehr praktikabel. Der Bahnlärm stört heute nicht nur bei Hochgeschwindigkeitszügen, sondern vor allem bei vornehmlich nachts fahrenden Güterzügen. Hier sind in naher Zukunft deutliche Verbesserungen umzusetzen, um auch weiterhin den Status der Bahn als umweltfreundlichstes Landverkehrsmittel zu halten. Es folgt in Kapitel 3 ein Überblick über die gängigen Fahrzeugkonzepte, die stark vom Einsatzzweck und von den gegebenen Randbedingungen des Fahrzeugs abhängen. So sind Fahrzeugaufbauten zunächst von dem zur Verfügung stehenden lichten Raum sowie durch Tunnel, Brücken, Bahnsteige und Signalstandorte begrenzt. Außer der reinen Funktionalität bestimmen auch der Zeitgeschmack, die Aerodynamik, die passive Sicherheit, Reinigungsanlagen und vieles mehr die Konstruktion. Straßen-, Stadt- und U-Bahnen sind nicht interoperable Schienenverkehrssysteme. Deshalb können ihre Fahrzeuge sehr spezifisch auf die jeweiligen Netze und Bedürfnisse angepasst werden. Im Vergleich zu ihrer direkten Konkurrenz, dem Omnibus, besitzen sie Vorteile wie geringer Flächenbedarf und niedriger Energieverbrauch, große Beförderungsleistungsfähigkeit sowie, bei eigenem Bahnkörper, kurze Reisezeiten und Pünktlichkeit. Dem stehen die deutlich höheren Investitions- und Betriebskosten gegenüber. Niederflur-Straßenbahnfahrzeuge ermöglichen nicht nur Behinderten eine gute Zugänglichkeit, sondern reduzieren die Fahrgastwechselzeiten für alle Fahrgäste.
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