Kinematische Baureihe
Englisch: kinematic envelope
Die Umrisse des Raums, den ein Schienenfahrzeug während der Fahrt einnimmt, unter Berücksichtigung von Neigung, Seitenschwankung, Gleisneigung und ähnlicher Effekte
Kinematisches Profil: Der Platz, den ein Zug wirklich braucht
Das kinematische Profil ist die dreidimensionale Grenzfläche, die ein Schienenfahrzeug beim Fahren auf der Strecke überstreicht. Es berücksichtigt alle Bewegungen, die im praktischen Betrieb tatsächlich stattfinden. Anders als das statische Profil eines stillstehenden Zuges erfasst das kinematische Profil Neigungen, seitliche Auslenkungen, Federungsänderungen und Schienenneigung. Es ist die Betriebsdefinition für den Raum, den Infrastruktur (Tunnel, Bahnsteige, Streckenausrüstung, Nachbargleise) zur Verfügung stellen muss.
Das Profil beginnt mit dem Querschnitt des Fahrzeugs, erweitert sich aber um alle dynamischen Effekte. Neigefahrzeuge, im europäischen Betrieb verbreitet, neigen sich in Kurven um bis zu 8 Grad, um die Geschwindigkeit zu halten. Das erweitert das Profil seitlich am Wagenkasten und an der unteren Federung. Die Federungsbewegung selbst vergrößert den Querschnitt: Ein Fahrzeug kann sich unter Last oder über Unebenheiten vertikal um 50 bis 150 Millimeter zusammendrücken, und der Drehgestellrahmen verschiebt sich seitlich im Wagenrahmen bei Beschleunigung und Kurvenfahrt. Die Schienenneigung (Überhöhung in Kurven, typisch 6 bis 8 Grad in Eisenbahnnetzen) wirkt mit der Fahrzeugneigung zusammen und erfordert sorgfältige Berechnung des benötigten Platzes.
Praktische Messung und Beschränkung
Das kinematische Profil ist formal in Standards wie EN 15273 (Europa) oder AAR-Lichtraumprofilen (Nordamerika) festgelegt, die Messverfahren und Höchstabmessungen vorgeben. Vermesser und Streckeningenieure müssen überprüfen, dass jeder Tunnel, jede Brückenunterführung, jede Bahnsteigkante, jeder Signalmast und jede Oberleitung das Profil der Fahrzeuge freigeben, die diese Strecke nutzen. Verstöße können zu aufwendigen Infrastrukturumbauten führen: Tunneldecke heben, Bahnsteig verschieben, elektrische Ausrüstung verlagern. Eine alte Eisenbahnstrecke hat vielleicht nur Lichtraum für Fahrzeuge mit kleinerem Profil, was einschränkt, welche moderne Fahrzeugflotte verkehren darf.
Stromabnehmer und andere außen montierte Ausrüstung erschweren das kinematische Profil zusätzlich. Ein Stromabnehmer an der Fahrleitung nimmt Raum über dem Wagendach ein; in manchen Systemen kann er 1,3 Meter über Schienenoberkante erreichen. Ebenso vergrößern Übergänge zwischen Gelenkwagen das Profil an ihren Enden, und Kupplungsvorrichtungen dehnen den Längsfußabdruck aus. Konstrukteure müssen sicherstellen, dass seitlich montierte Druckluftschläuche, Kabelrinnen und montierte Ausrüstung nicht die Betriebsgrenze überschreiten.
Das Wort "kinematisch" betont die Bewegung: Das ist keine statische Messung, sondern eine Beschreibung des dynamischen Verhaltens des Fahrzeugs. Es unterscheidet sich vom "Lichtraum" oder "Gleislichtraum", die feste Referenzgrenzen sind, die der Infrastrukturmanager für diese Strecke vorgibt. Das kinematische Profil eines Fahrzeugs muss mit ausreichendem Spielraum (normalerweise 100 bis 200 Millimeter) in den Lichtraum der Infrastruktur passen, um Messtoleranzen, Verschleiß und kleine Gleisunebenheiten auszugleichen. Unstimmigkeiten zwischen Fahrzeug und Strecke können dazu führen, dass ein ansonsten betriebsfähiger Zug nicht eingesetzt werden darf.