17 1.1 Systembestandteile und Wirkungsmechanismen 1 Grundelemente des Systems Bahn und Konsequenzen für die Systemgestaltung Jürgen Siegmann 1.1 Systembestandteile und Wirkungsmechanismen Unter Bahnen werden Transportwege verstanden, auf denen Fahrzeuge oder Fahrzeuggruppen (Züge) spurgeführt betrieben werden. Die Spurführung erfolgt bei Eisenbahnen durch stählerne Leitwege (Schienen) und entsprechend geformte Räder, die ebenfalls aus Stahl sind. Man spricht deshalb auch vom Rad/Schiene-System. Die Bahnen gewinnen ihren wichtigsten Systemvorteil aus der geringen Rollreibung zwischen Stahlrad und Stahlschiene. Daraus resultiert ein relativ niedriger spezifischer Energieverbrauch. Die im Rad/Schiene-Kontaktpunkt übertragbaren Längskräfte sind begrenzt. Der Quotient aus übertragbarer Längskraft zu Vertikalkraft (der Kraftschluss-Beiwert) liegt beim Anfahren im Regelfall unter 0,35 und beim Bremsen im Höchstfall bei 0,25, im Regelfall bei 0,15. Das hat entsprechende Auswirkungen auf die Fahr- und Bremsdynamik. In engen Gleisbögen ist zur Spurhaltung eine formschlüssige Führung über den Spurkranz erforderlich. Der zumeist starre Radsatz wird auf zwei Schienen geführt, die auf Querschwellen oder Einzelstützpunkten gelagert sind und so einen definierten Abstand voneinander haben, die sogenannte Spurweite, siehe Abb. 1.1.1. Zu den schienengeführten Transportsystemen nach diesem Prinzip zählen die Eisenbahnen (mit unterschiedlichen Spurweiten, Normalspur in Mitteleuropa: 1435 mm), die Bergbahnen ohne Luftseilbahnen sowie die Straßen-, Stadt- und U-Bahnen. Einige Systeme, z. B. Magnetbahnen, werden berührungsfrei mithilfe von magnetischen Kraftfeldern geführt. H-Bahnen und weitere Sonderlösungen zählen ebenfalls zu den spurgeführten Systemen. Letztlich sind auch Fahrtreppen und Fahrstühle spurgeführte Transportsysteme. Bei schnell fahrenden Zügen ist der Bremsweg auf der Schiene größer als die Sichtweite des Triebfahrzeugführers. Um sicher vor einem Gefahrenpunkt zum Halten zu kommen, braucht der Triebfahrzeugführer daher rechtzeitig eine klare Anweisung. Diese gibt ihm der Fahrdienstleiter, und zwar durch Signale. Die Sicherung der Zugfahrten gegen Auffahren (Abstandshaltung der Züge) und gegen Fahrwegkonflikte und Flankenfahrten geschieht beim Eisenbahnsystem von außen, also durch ein ortsfestes Betriebsleit- und -sicherungssystem. Abb. 1.1.1: Radsatz und Schienen
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