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Eisenbahn Drucken E-Mail
Die Eisenbahn ist ein schienengebundenes Verkehrsmittel zur Beförderung von Personen und zum Transport von Gütern.

Die Eisenbahn entstand zu Anfang des 19. Jahrhunderts aus der Verknüpfung der bereits Jahrhunderte alten Rad-und-Schiene-Technik mit maschinellen Antrieben. Das Gewicht der Maschinenantriebe und die Anforderungen an einen glatten Fahrweg führten zunächst zu eisenbeschlagenen Bohlenspurwegen, später zum Einsatz von eisernen Schienen auf Steinblöcken und letztlich auf quergelegten Holzschwellen. Daraus leitet sich auch der Name „eiserne Bahn“ ab. Heutige Fahrzeuge der Eisenbahnen fahren mit zumeist stählernen Rädern auf stählernen Schienen und werden dabei durch Spurkränze in der Spur gehalten.

Erste Fahrzeuge in Bergwerken wurden durch Seilwinden bewegt, was auch heute noch als Standseilbahn oder Kabelstraßenbahn vorkommt. Für die heutzutage überwiegend sehr weiträumige Fortbewegung werden maschinelle Antriebe in den Transportfahrzeugen selbst (Triebwagen) oder spezielle Zugfahrzeuge (Lokomotiven) verwendet. Als Weiterentwicklung der Eisenbahn können spurgeführte Einschienenbahnen wie z. B. die Magnetschwebebahn betrachtet werden.

Straßenbahnen, Stadtbahnen, U-Bahnen, Hochbahnen und schienengebundene Bergbahnen (siehe auch Bahn) sind technisch gesehen Eisenbahnen, werden aber je nach Land teilweise mit abweichenden Bau- und Betriebsvorschriften gegenüber den eigentlichen Eisenbahnen behandelt.

Der allgemeinere Begriff Bahn bezeichnet also zunächst den Fahrweg (oder die Linie), auf dem (auf der) sich ein Objekt bewegt (erhalten ist diese Bedeutungsfacette noch in den Begriffen „Fahrbahn“, „Autobahn“, „Flugbahn“ oder „Start- und Landebahn“); Der Begriff Eisenbahn ist somit die Präzisierung einer besonderen Art von Fahrweg. Erst davon abgeleitet wird das Wort „Eisenbahn“ für das ganze Verkehrsmittel (Fahrweg und Fahrzeuge) benutzt (pars pro toto), was wiederum oft verkürzt wird auf Bahn. Die Deutsche Bahn AG benennt auch Zuggattungen so, beispielsweise mit „Regionalbahn“.

Auch in anderen Sprachen bezeichnet das Grundwort ursprünglich den Fahrweg und jetzt das ganze Verkehrsmittel: franz. chemin de fer, ndl. spoorweg, span. ferrocarril, russ. schelesnaja doroga („eiserner Weg“), engl. railway, ung. vasut („Eisenweg“), ital. ferrovia („Eisenweg“), schwed. Järnväg („Eisenweg“).

Geschichte und Bedeutung

Spurrillen, um Fuhrwerke auf Straßen zu führen, gab es seit vorgeschichtlicher Zeit. Die Entwicklung, die zur Eisenbahn führte, spielte sich jedoch nicht auf den öffentlichen Straßen, sondern im Bergbau ab, wo es seit mindestens 1530 auf hölzernen Gleisen fahrende Loren gab. Im englischen Bergbau entwickelte sich bis zum Ende des 18. Jahrhunderts das System aus spurkranzgeführten Rädern auf (zunächst noch eisernen) Schienen.

Der Beginn der Geschichte der Eisenbahn im heutigen Sinne ist das Jahr 1804, als Richard Trevithick die erste Dampflokomotive in Betrieb nahm. Allerdings lief seine Maschine noch auf Rädern ohne Spurkränze. Die Spurführung wurde, wie bei den damaligen Wagonway-Konstruktionen üblich, durch Flanken an der Innenseite der Schienen gewährleistet. Auch die Pferdebahn von Budweis nach Linz folgte noch diesem Konstruktionsprinzip. Das geometrische Prinzip des Wagonway wurde in jüngerer Vergangenheit wieder aufgegriffen und zum Spurbus weiterentwickelt, allerdings befinden sich die Flanken von Spurbus-Gleisen an den Außenseiten der Schienen. Die erste öffentliche Eisenbahn war die 1825 eröffnete Stockton and Darlington Railway in England, die neben Gütern erstmalig auch Personen beförderte. Diese funktionierte bereits nach dem Prinzip der heutigen spurkranzgeführten Eisenbahn und setzte den Standard für die als Normalspur bezeichnete Spurweite von 1435 mm.

Die Eisenbahn entwickelte sich im 19. Jahrhundert binnen weniger Jahrzehnte zu einem vernetzten Verkehrsmittel, das die Reisezeiten in Europa und Nordamerika drastisch verkürzte. Sie wirkte dabei als Katalysator der industriellen Revolution, da sie einerseits die infrastrukturellen Voraussetzungen für die Entwicklung der Schwerindustrie schuf und andererseits selbst eine gewaltige Nachfrage nach Eisen, Stahl und Maschinen erzeugte. Der moderne Brücken- und Tunnelbau entstand, um Bahnstrecken zu realisieren. Die moderne Aktiengesellschaft ist eine Reaktion auf den Kapitalbedarf der Eisenbahnprojekte, die kein privater Investor mehr allein finanzieren konnte.
Militärische Nutzung: Deutscher Truppentransport 1914

In den Kriegen des 19. Jahrhunderts zeigte sich die Eisenbahn als strategisch wichtige Infrastruktur, weswegen der Ausbau und der einheitliche Betrieb der Bahnen zunehmend staatlich gefördert und gelenkt wurde. Ihren Höhepunkt erreichte die militärische Funktion der Eisenbahn im Ersten Weltkrieg.

Zwischen den Weltkriegen begann die massenhafte Verbreitung des Kraftfahrzeugs als Verkehrsmittel, die in den folgenden Jahrzehnten überall in der westlichen Welt die Stilllegung großer Teile des Eisenbahnnetzes zur Folge hatte. Die Verkehrsleistung der Bahnen wuchs zwar weiter, aber nicht in so starkem Maße wie die des motorisierten Individualverkehrs. Im Güterverkehr hat die Bahn in Nordamerika eine sehr starke Stellung behalten. In Europa und vor allem in Japan konnte sich die Eisenbahn im Personenverkehr behaupten, unter anderem durch den Ausbau des Hochgeschwindigkeitsverkehrs.

Nach den Länderdatenangaben der CIA haben die Eisenbahnstrecken weltweit einen Gesamtumfang von 1,37 Millionen Kilometern. Nordamerika (275.000 km), die EU-Mitgliedstaaten (236.000 km), Rußland (87.000 km), China (über 75.000 km) und Indien (über 63.000 km) zusammen stellen dabei mehr als die Hälfte dieser Streckennetze. Auf den anderen Kontinenten der Erde haben die Staaten Australien (mit 38.550 km), Argentinien (mit 32.000 km), Südafrika (mit 21.000 km) und Mexiko (mit rund 18.000 km) die umfangreichsten Netze. In der Rangfolge der Staaten mit den umfangreichsten Eisenbahnnetzen steht Deutschland laut CIA-Angaben mit über 48.000 km an fünfter Stelle hinter Indien.

Fahrzeuge

Schienenfahrzeuge der Eisenbahn werden als Züge geführt, die aus einem oder mehreren hintereinander gekuppelten Eisenbahnwagen bestehen (den Ausdruck „Waggon“ gibt es in der Bahnfachsprache und der Eisenbahnersprache nicht). Ein solcher Zug wird meistens von einer oder von mehreren Lokomotiven gezogen oder geschoben. Ein Triebzug hat eine eigene Antriebsanlage, die sich entweder im Kopf- und/oder Endwagen (Triebkopf) befindet oder über die Wagen verteilt ist (Triebwagenzug).

Lokomotiven, Triebköpfe und Triebwagen fasst man unter dem Begriff Triebfahrzeug zusammen. Entsprechend spricht man bei der Bahn von Triebfahrzeugführer - der Begriff „Lokführer“ ist umgangssprachlich) - für den Mitarbeiter, der das Fahrzeug führt. Im Fachjargon gebraucht man auch den Oberbegriff rollendes Material oder Rollmaterial für alle Fahrzeuge der Eisenbahn.

Der Antrieb erfolgte in den Anfangszeiten der Eisenbahn durch Zugtiere (Pferdebahn), später mit Dampfmaschinen-Antrieb, ab 1879 mit Elektroantrieb (erfunden von Werner von Siemens), ab 1900 auch mit Otto- bzw. Dieselmotor-Antrieben und in moderner Zeit auch mit Turbinen. Die Motoren- und Maschinenantriebe drehen meist die Räder, die auf den Schienen abrollen und dadurch das Fahrzeug bewegen. Mitunter kommen dazu auch Hilfsmittel, z. B. Zahnstangen zwischen den Schienen, Reibradantriebe (Fell-Lokomotive), zum Einsatz. Experimentell wurden auch Propeller- und Strahlantriebe erprobt, die sich jedoch nicht bewährt haben. Die früher üblichen ortsfesten Seilwinden, um Züge auf Steilstreckenabschnitten zu befördern, sind durch die Entwicklung des Lokomotivantriebs mittlerweile unnötig geworden.

Auf Hauptstrecken und in dichtbesiedelten Gebieten wird der Elektroantrieb bevorzugt, ansonsten Dieselantriebe. Ausnahme ist Nordamerika, wo es fast keine elektrifizierten Fernstrecken mehr gibt.

Bahnanlage

Als Bahnanlage bezeichnet man die Eisenbahninfrastruktur. Sie umfasst das Schienennetz, Gebäude und weitere technische Anlagen, wie z. B. Signale, die zum Betrieb einer Eisenbahn nötig sind.

Gleis und Unterbau

Beim herkömmlichen Gleis werden die Schienen in kurzen Abständen auf quer liegenden Schwellen befestigt. Die Befestigung erfolgt mit verschiedenen Systemen, z. B. Nägel oder Klemmen (das sogenannte Kleineisen). Die Befestigung stellt die Spurweite sicher und verhindert ein Wandern der Schiene in Längsrichtung. Die Schwellen bestehen aus imprägniertem Holz oder in neuerer Bauweise aus Spannbeton. In geringerem Umfang werden Schwellen aus Stahl verwendet.

Der Gleisrost aus Schwellen und Schienen wird in einem Gleisbett (meist aus Schotter) gelagert, das die statischen und dynamischen Kräfte aufnimmt und in den Unterbau weiterleitet. Der Oberbau besteht aus dem Gleis und seiner Bettung. Ein moderner Oberbau (z. B. auf der Hochgeschwindigkeitsstrecke von Frankfurt am Main nach Köln) hat ein Gleisbett aus Beton, auf dem die Schienen mit Dämpfungselementen montiert sind. Diese Feste Fahrbahn genannte Bauweise erlaubt sehr hohe Geschwindigkeiten bei größerer Laufruhe.

Eisenbahnstrecken erlauben keine große Steigung und erfordern große Kurvenradien. Dafür ist besonders im Gebirge ein aufwändiger Unterbau mit Kunstbauten nötig. Viele Gebirgsstrecken sind aufgrund von aufwändigen Brücken und Tunnels bekannt. Beispiele sind die Semmeringbahn in Österreich oder die Albulabahn sowie die Berninabahn in der Schweiz.

Wichtige Eisenbahnstrecken (Hauptbahnen) und solche mit einer großen Verkehrsdichte werden meistens zweigleisig gebaut. Auf mehrgleisigen Strecken können Eisenbahnzüge unterwegs kreuzen und mit Einschränkungen überholen, was auf eingleisigen Strecken nur in Bahnhöfen möglich ist.

Elektrifizierung

Elektrische Triebfahrzeuge benötigen eine Fahrstromversorgung. Der Strom wird meistens über eine Oberleitung über dem Gleis zugeführt, seltener - hauptsächlich bei U-Bahnen - über eine Stromschiene seitlich neben dem Gleis oder zwischen den Schienen. Zum System der Stromversorgung gehören auch die Unterwerke, über die der Strom eingespeist wird. Einige Bahngesellschaften betrieben/betreiben auch eigene Kraftwerke und Übertragungsleitungen für Bahnstrom.

Bahnhöfe

    „Bahnhöfe sind Bahnanlagen mit mindestens einer Weiche, wo Züge beginnen, enden, ausweichen oder wenden dürfen.“ (Rechtliche Definition in Deutschland gemäß § 4, Abs. 2 Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung)

Es gibt eine Vielzahl von Bahnhofsarten. Hinsichtlich der Bauweise unterscheidet man Kopfbahnhöfe, wo Strecken enden, von Durchgangsbahnhöfen, die von Strecken durchlaufen werden, und andere. Hinsichtlich der Funktion gibt es Personenbahnhöfe, die dem Ein-, Aus- und Umsteigen von Fahrgästen dienen, Güterbahnhöfe, wo Güter ein-, aus- und umgeladen werden, Rangier- oder Verschiebebahnhöfe, wo Züge zerlegt und neu zusammengestellt werden, aber auch Betriebsbahnhöfe, die dem Abstellen und der Wartung von Schienenfahrzeugen dienen.

Umgangssprachlich wird als „Bahnhof“ meist ein Empfangsgebäude bezeichnet, das dem Personenverkehr dient, auch, wenn die dazugehörigen Gleisanlagen fachsprachlich kein Bahnhof, sondern zum Beispiel ein Abzweig oder ein Haltepunkt der freien Strecke sind.

Bahnbetrieb

Eisenbahnen sind häufig im Eigentum eines Staates oder werden von ihm betrieben (Staatsbahnen), sie können aber auch in Privateigentum sein (Privatbahnen). Diese Begriffe beziehen sich nur auf die Eigentumsverhältnisse, nicht auf die öffentliche oder nicht-öffentliche Nutzung. Eisenbahnen, gleichgültig ob Staats- oder Privatbahnen, werden in der überwiegenden Mehrheit als öffentliche Verkehrsmittel betrieben und können von jedem gegen Entgelt genutzt werden.

Bahngesellschaft

Für den Bahnbetrieb, das heißt, die sichere und pünktliche Durchführung von Zugfahrten, sind die Eisenbahngesellschaften zuständig. Traditionell wurden die Züge oftmals von derselben Gesellschaft wie die Infrastruktur betrieben. Seit dem Ende des 20. Jahrhunderts ist in der Europäischen Union eine organisatorische Trennung von Infrastruktur und Verkehr für einen diskriminierungsfreien Netzzugang zu gewährleisten.

Sicherheit

Die Technik der Schienenfahrzeuge hat viele Vorteile, birgt aber auch Gefahren. Eisenbahnzüge haben wegen der geringen Reibung und hohen Radsatzlasten einen langen Bremsweg. Wegen der Spurführung ist es unmöglich, einem anderen Zug oder einem Hindernis auf der Strecke auszuweichen. Neben frontalen und seitlichen Kollisionen (in der Fachsprache Gegenfahrt und Flankenfahrt) führen auch Entgleisungen zu Schäden. Dass die Eisenbahn dennoch als sicherer Verkehrsträger gilt und es nur selten zu Katastrophen im Schienenverkehr kommt, ist verschiedenen organisatorischen und technischen Maßnahmen zu verdanken.

Triebfahrzeuge und Bahnanlagen haben Sicherheitseinrichtungen, die einen möglichst gefahrenfreien Betrieb gewährleisten sollen. Dazu gehören Eisenbahnsignale, Stellwerke und Zugsicherungssysteme, auf den Fahrzeugen die Bremsen und Sicherheitsfahrschaltungen.

Stellwerke stellen durch mechanische, elektrische oder elektronische Mittel sicher, dass Weichen, Signale und andere technische Einrichtungen stets nur so gestellt werden, dass sich Züge nicht gegenseitig gefährden können. Bahnübergänge, an denen Straßen die Eisenbahn in einer Ebene kreuzen, werden durch Schranken oder ähnliche Mittel gesichert, die meist ebenfalls in die Stellwerkstechnik eingebunden sind. Besonders formalisierte und abgesicherte Kommunikationsprotokolle zwischen den an der Strecke und auf den Fahrzeugen beteiligten Mitarbeitern sowie eine exakte Buchführung tragen zur Sicherheit bei; so ist der Modus, wie einem Fahrzeug die Weiterfahrt bei einem gestörten Signal erteilt werden kann, präzise festgelegt, und potenziell gefährliche Bedienhandlungen im Stellwerk müssen schriftlich dokumentiert werden.

Nachdem man sich vom Fahren auf Sicht in den Anfangsjahren der Bahnen verabschiedet hatte, wurde eine Strecke in Abschnitte unterteilt, sog. Streckenblöcke. Ein Streckenblock wird vor einfahrenden Zügen mit einem Signal geschützt. Auf Hochgeschwindigkeitsstrecken bzw. für Züge mit Regelgeschwindigkeiten von über 160 km/h wurde in Deutschland die Linienzugbeeinflussung eingeführt. Hierbei werden dem Triebfahrzeugführer Informationen über vor ihm verkehrende Züge per zwischen den Gleisen verlegten Datenkabeln auf eine Anzeige im Führerstand übermittelt. Mit ETCS, ERTMS und GSM-R sollen in den nächsten Jahrzehnten europaweite Standards zur Zugsicherung, -lenkung und Kommunikation eingeführt werden.

Einen wesentlichen Beitrag zur Sicherheit liefert eine exakte Gleislage und deren regelmäßige Kontrolle. Da sich die Gleislage in Folge des Verkehrs und witterungsbedingt ändert, wird in festen Zeitabständen die Gleisgeometrie vermessen und, wenn erforderlich, korrigiert. Zur Vermessung werden spezielle Gleismessfahrzeuge eingesetzt.

Fahrplan

Das wichtigste Werkzeug im Bahnbetrieb ist der Bildfahrplan. Er wird so gestaltet, dass ein optimaler Betrieb möglich ist. Bei der Planung müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden: Kreuzungsmöglichkeiten in Bahnhöfen und auf der Strecke, die mögliche Höchstgeschwindigkeit des Zuges, Mindestabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zügen (gegeben durch den Abstand der Blocksignale auf der Strecke) und Anschlüsse zu anderen Zügen sowie weitere Abhängigkeiten (Zuggewicht, Zugkraft, Neigungen, Krümmungen, Bremsvermögen usw.). Wesentlich für einen wirtschaftlichen Betrieb sind auch der optimale Einsatz von Fahrzeugen und Personal: Sie können gleichzeitig nur an einem Ort sein, sollen aber nicht unnötig herumstehen. Ein guter Fahrplan enthält genügend, aber nicht zu viele Reserven, damit kleine Verspätungen nicht auf andere Züge übertragen werden.

Fahrgäste schätzen den Taktfahrplan, weil er mit seinem regelmäßigen Aufbau leicht zu merken ist. Für den Planer liegen die Vorteile im durchgängigen, symmetrischen System. Taktfahrpläne werden als Netzplan konstruiert.

Im Fahrplan werden Züge in verschiedene Zuggattungen eingeteilt, beispielsweise InterCity für Züge im Fernverkehr oder S-Bahn im städtischen Nahverkehr. Im internen Fahrplan für das Betriebspersonal sind auch Güterzüge und Leerfahrten enthalten.

Auf den Triebfahrzeugen stehen dem Lokomotivführer der Buchfahrplan in gedruckter Heftausgabe und als EBuLa in elektronischer Form bei regulären Zügen zur Verfügung. Bei Sonderzügen bzw. Entlastungszügen erfolgt ein gesondert erstellter Fahrplan, die Fahrplananordnung (Fplo), welche dem Lokführer z. B. als Fax-Ausdruck übermittelt wird.

Betrieb und Automatisierung

Das Einstellen des Fahrweges wurde in der Geschichte der Eisenbahn immer weiter zentralisiert und automatisiert. Stellwerke übernahmen die Bedienung der Weichen und Signale vor Ort. Mit dem Einsatz der Betriebsleittechnik können auch die Stellwerke ganzer Regionen fernbedient werden. Eine automatische Zuglenkung stellt Fahrstraßen anhand von elektronisch gespeicherten Fahrplandaten ein.

Platzverbrauch und Lärm

Durch die hohe Querschnittskapazität von Eisenbahnstrecken (eine viergleisige Strecke kann weit über 50.000 Fahrgäste pro Stunde und Richtung befördern) und dadurch, dass die Fahrzeugbewegungen zentral gesteuert werden, ist der Flächenverbrauch von Bahnbauwerken erheblich geringer als der von Straßen. Strecken mit mehr als vier Gleisen oder großflächige Kreuzungsbauwerke sind deutlich seltener als vielspurige Straßen, Autobahnkreuze und Anschlussstellen. Zudem sind Eisenbahnstrecken im Vergleich zu Fernstraßen relativ schmal.

Allerdings greifen Eisenbahnstrecken, besonders Neubaustrecken für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, stärker in die Landschaft ein als Autobahnen, da mehr Talbrücken und tiefere Einschnitte gebraucht werden und mehr Tunnelausbruch untergebracht werden muss. Jede elektrifizierte Bahnstrecke verlangt außerdem den Neubau umfangreicher Trassen für Bahnstromleitungen.

Historisch liegen viele Bahnstrecken und -knoten in Siedlungsgebieten, was den Lärm der vorbeifahrenden Züge, vor allem der nachts verkehrenden Güterzüge, zu einer großen Belastung für viele Anwohner machen kann. Der Bau von Lärmschutzwänden wiederum zerschneidet die Landschaft.

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