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Schienenweiche

Der folgende Artikel ist eine überarbeitete und gekürzte Version des Wikipedia-Eintrags Weiche (Bahn) .

von Hand verstellbare Zungenweiche bei Bayreuth/St.Georgen

Inhalt

1. Einleitung
2. Geschichte
3. Um-Stellen der Weichen
    3.1 Ortsgestellt
    3.2 Ferngestellt
4. Bestandteile einer Weiche (Technisches und bahntechnische Begriffe)
    4.1 Zungenvorrichtung
          4.1.1 Gelenkzungen
         
4.1.2 Federzungen
   
4.2 Weichenstellvorrichtung
          4.2.1 Elektrischer Weichenantrieb
         
4.2.2 Weichenverschluss
   
4.3 Weichenherz-Vorrichtung
5. Bauformen von Weichen
    5.1 Einfache Weichen
    5.2 Doppelweichen
    5.3 Kreuzungsweichen
6. Besondere Konstruktionen und Anwendungen
    6.1 Schleppweiche
          6.1.1 Traditionelle Schleppweiche
         
6.1.2 Neuartige Schleppweiche
   
6.2 Weiche mit "beweglichem Herzstück"
          6.2.1 Weiche mit "beweglichem Flügelschienen"
         
6.2.2 Weiche mit "beweglicher Herzstückspitze"
         
6.2.3 Schienenkreuzung mit "beweglichen Doppelherzstücken"
   
6.3 Klothoidenweiche
7. Weichen in anderen Schienenbahnen
    7.1 Straßenbahnweichen
          7.1.1 Vorgezogene Zungenvorrichtung"
         
7.1.2 Einzungenweiche"
   
7.2 Rückfallweiche
    7.3 Zahradbahnweichen
8. Weichenrekorde
9. Literatur

1. Einleitung  ↑ Inhalt

Weiche (oder Gleisweiche oder Schienenweiche) ist die Bezeichnung für die Gabelung eines Schienengleises in zwei Gleise (und umgekehrt für die Zusammenführung zweier Gleise zu einem Gleis). Da der Eisenbahnverkehr im Unterschied zum Straßenverkehr schienengebunden erfolgt, muss die Weiche für die Fahrt zu/von einem der beiden Gleise eingestellt werden (die Weiche muss "gestellt" werden, was i.d.R. nicht vom sie passierenden Zug aus, sondern von extern aus geschieht).

Die Schienengebundenheit der Eisenbahn wird markant am von ihr benutzten Gleis deutlich. Sie befährt ausschließlich diese beiden schmalen parallelen Fahrwege (Schienen), wahrend der schienenlose Straßenverkehr einen über die Breite durchgehenden Fahrweg zur Verfügung hat (Ausnahme: Die Karrenwege aus der Römerzeit bestehen streckenweise auch nur aus zwei schmalen Spuren bzw. Fahrrillen). Nur bei der Eisenbahn ist deutlich erkennbar, dass sich beim Gabeln zwei solche schmalen Fahrwege kreuzen. Diese Stelle - das "Herzstück" - ist typisches Kennzeichen einer Zweischienenbahn-Weiche.

Der Begriff Weiche kommt von ausweichen. Ein Schienenfahrzeug kann einem entgegenkommenden Fahrzeug ausweichen, indem es das Gleis über eine Weiche verlässt und dessen Vorbeifahrt auf einem parallen Gleis abwartet. Danach kann es über eine zweite Weiche auf das ursprüngliche Gleis zurückkehren. Die beiden Weichen und die parallelen Gleis-Stücke dazwischen bilden eine Ausweichstelle, die beim schienenlosen Verkehr lediglich durch örtliches Verbreitern einer schmalen Straße (z.B. einer Bergstraße) geschaffen wird.

Nach der Gabelung des Schienenweges verlaufen die Gleise fast immer parallel weiter. An einer Weiche kann aber auch eine neue, in beliebige Richtung wegführende Bahnstrecke beginnen.

2. Geschichte  ↑ Inhalt

Weichen entstanden bereits bei den ersten im Bergbau benutzten eisernen Schienenbahnen ("Eisenbahnen"). Am Anfang (1776) hatten sie keine beweglichen Teile und wurden nicht gestellt. An der Gabelung war die Seitenführung entfernt, und die Hunte wurden von den sie schiebenden oder ziehenden Menschen oder Pferden an der Gabelung in die gewählte Richtung gedrängt. Verstellbare Zungen der heute bevorzugt angewendeten Zungenweiche wurden erstmals 1797 erwähnt und 1832 in einer Patentschrift beschrieben. Eine von Richard Trevithick 1803 gebaute Weiche enthält eine schwenkbare Zunge.

Zungenweiche von Richard Trevithick (1803)     >>>
für spurkranzlose Räder, die auf dem außen liegenden Fußteil der Schienen mit Winkelprofil laufen und von deren vertikalem Teil geführt werden.
Sie enthält gleiche Teile wie eine moderne Weiche: eine schwenkbare Zunge (links oben ), ein Herzstück inkl. Flügelschienen (rechts unten) und einen Radlenker (links unten).

Vor der Verwendung im Eisenbahnwesen bezeichnete "Weiche" als Kurzform von Ausweichstelle eine solche Stelle in der Flussschifffahrt.

In Deutschland kam offensichtlich zuerst die Bauart Schleppweiche zur Anwendung. Sie soll von der heute häufigsten verwendeten Zungenweiche'' erstmals 1852 bei der Hannoverschen Staatsbahn abgelöst worden sein.

Thema der folgenden Darsstellung ist ausnahmslos die Zungenenweiche (abgesehen von einer kurzen Behandlung der Schleppweiche).

Jede Bahnverwaltung in Deutschland verwendete zunächst eigene Zungenweichen-Konstruktionen. Das änderte sich erst nach der 1920 gegründeten Deutschen Reichsbahn. 1931 wurde die Reichsbahnweiche mit weitgehend gleichen Merkmalen für alle Varianten dieser Standard- bzw. "Regelweiche" definiert.

Da die Eisenbahnen immer schneller fahren konnten, mussten auch die Weichen für höhere Geschwindigkeit benutzbar gemacht werden.

Von den beiden aus einer Weiche herausführenden Gleisen führt meistens eins der beiden geradeaus weiter. Die kleinste maximal mögliche Fahrgeschwindigkeit gilt für die Durchfahrt auf das vom Einfahrtgleis abgelenkte Gleis ("Abzweiggeschwindigkeit"): in Deutschland
bis 1980er Jahre: allgemein 40 bis 108 km/h,
ab 1960: 130 km/h auf Neubaustrecken,
ab 1984: 160 bzw. 200 km/h auf Neubaustrecken.

3. Befahrweisen und Stellen der Weichen   ↑ Inhalt

3.1 Befahrungsweisen  ↑ Inhalt

Befahrweisen             >>>

Eine Weiche wird entweder
* spitz (Anfahrt auf die "Spitze" zu und nach links oder rechts gelenkt) oder
* stumpf (aus einer von zwei möglichen Richtungen von der "Wurzel" her) befahren.

3.2 Stellen der Weichen  ↑ Inhalt

3.2.1 Ortsgestellt  ↑ Inhalt
Weichenstellhebel auf hohem Stellbock         >>>

Ortsgestellte Weichen (auch "Handweichen" genannt) werden von einem Bediener vom neben der Weiche befindlichen "Stellbock" aus an einem Hebel um gestellt. Am Handhebel befindt sich ein Gewicht, das die Weiche in der jeweiligen Endlage festhält (siehe obiges Titelbild).

Zu Arbeitserleichterung für Rangierarbeiter (kein Bücken erforderlich) wurde eine Variante mit auf sehr hohem "Stellbock" angeordneten Hebel geschaffen.
Mittlerweile gibt es auch Ortsweichen für Rangierbetrieb, die elektromotorisch durch Bedienen eines Schalters ("Schlagtaster", "Grobhandtaster") gestellt werden.
3.2.2 Ferngestellt  ↑ Inhalt
Elektrisches Weichenstellen mit "Grobhandtaster"         >>>

Ferngestellte Weichen werden in der Regel von einem Stellwerk aus bedient und überwacht, wofür die Weichenstellung rückgemeldet wird. Sie wurden früher auch mit Handkraft über mehrere Hundert Meter Entfernung mittels Stangen oder Drahtzügen gestellt (Hub eta 50 cm, der an der Weiche zu etwa 20 cm Hub zum Stellen der Zungen verkleinert wird). Heute gibt es elektrische Stellmotoren vor Ort.

4. Bestandteile einer Weiche (Technisches u. "bahntechn. Begriffe")   ↑ Inhalt

Schema einer Weiche                                                                              (siehe auch blochsignal.ch/Lexikon/weiche)

Die Weiche wird im Folgenden von der ""Spitze ausgehend beschrieben, also in Richtung der Gabelung eines Gleises in zwei Gleise (das andere Ende wird "Wurzel" genannt). Die Beschreibung erfolgt mit Hilfe des obenstehenden Schemabildes

Funktionell zusammengehörende Teile werden gemeinsam manchmal als "Vorrichtungen" bezeichnet.

4.1 Zungenvorrichtung  ↑ Inhalt

"Weichenzungen" und "Backenschienen" (in der Schweiz "Stockschienen") bilden die "Zungenvorrichtung".

Die Weichenzungen sind die verstellbaren Teile der Weiche, die die Fahrrichtung bestimmen. Bei der Fahrtrichtung geradeaus liegt die rechte Zunge an der rechten, nach rechts abzweigenden Backenschiene an. Die Zunge ist gerade. Die linke Zunge hat einen Abstand (genannt "Zungenaufschlag") zur linken Backenschiene, welche geradeaus verläuft. Das Fahrzeug fährt auf der rechten Zunge und der linken Backenschiene geradeaus.

Wenn die Fahrtrichtung nach rechts gewünscht ist, so liegt die linke Zunge an der linken Backenschiene an. Diese Zunge weist eine Krümmung nach rechts auf. Die rechte Zunge hat zur rechten Backenschiene einen Abstand. Das Fahrzeug fährt auf der linken Zunge und der rechten Backenschiene nach rechts.

Zungenspitze (dünn u. niedrig) u. Backenschiene  >>
(zur "versteckten" Anlage der Zungenspitze bearbeitet)

Die Backenschienen sind auf der Innenseite des Schienenkopfes bearbeitet, damit die Zungen eng anliegen. Für eine sichere Führung und möglichst ruckarme Ablenkung der Fahrzeuge muss die Zunge sehr spitz sein.Damit sie nicht über ihre geamte Höhe sehr dünn beginnen muss, greift sie unter den Kopf der Backenschiene. Von dort her taucht sie langsam auf und bildet erst dann eine Fläche für das Führen der Spurkränze an den Fahrzeug-Laufrädern.

Die Weichenzungen schwenken traditionell auf geschmierten Stahlplatten ("Gleitstuhlplatten") hin und her. Das Schmieren ist aufwändig und wegen des teilweise in den Boden eindringenden Schmierstoffs umweltbelastend und die Lagesicherheit der Weiche verschlechternd. Heute werden die Zungen vermehrt auf wartungsarme Rollen ("Zungenrollvorrichtungen") oder selbstschmierende Kunststoffplatten gelegt.

Zunge auf Gleitstuhl und Zungenrollvorrichtung   >>>
(auf den Rollen nur während des Zungenschwenkens)

Zum Verstellen sind die Weichenzungen an ihrem anderen Ende entweder gelenkig schwenkbar gelagert oder fest eingespannt. Im letzteren Fall ist die Verbindung mit der Innenschiene ein Federgelenk.

Zungengelenk in Draufsicht (drittletztes Bild)    >>>
O - Lage des an den Schienenfuß von unten angesetzten Gelenkbolzens
4.1.1 Gelenkzungen  ↑ Inhalt
sind die älteste Form. Sie sind im Vergleich zu den Federzungen (s. unten) kurz und lassen sich mit weniger Kraftaufwand umstellen und in Stellung halten. Die Gelenke sind aber in der Herstellung und in der Wartung aufwändig, verschleißanfällig und bedingen einen offenen Schienenstoß zwischen sich und den folgenden Innenschienen.

zu Federzunge umgebaute Gelenkzunge     >>>
Zunge (rechts) mit Innenschiene zusammen geschweißt
Lagerstelle des ehemaligen Gelenkbolzens unter geschmälertem Schienenfuß
4.1.2 Federzungen  ↑ Inhalt
sind fix an den Innenschienen eingespannte Schienen, die vorwiegend an der "Einspannstelle" (Schienenfuß geschmälert) beim Umstellen elastisch gebogen werden. Die elstische Verbindung ist als Maschinenelement ein Federgelenk.

Federstelle zw. Federzunge (re) und Innenschiene    >>   Schienenfuß an Übergangsstelle geschmälert
(Schiene im Vordergrund ist Teil der anderen Weiche dieser Doppelweiche)

Die verschiedenen Bauformen von Federzungen unterscheiden sich vor allem in der Art, wie und wo sie fix eingespannt werden und in die ihnen folgenden Innenschienen mit üblichen Schienenprofil übergehen.

4.2 Weichenstellvorrichtung  ↑ Inhalt

Zur Weichenstellvorrichtung werden der Stellantrieb (Hand-Stellhebel oder Elektromotor), die Übertragungsstangen zu den Zungen ("Stell- oder Schieberstange"), und die heute gebräuchlichen Arretiervorrichtungen zwischen Zunge und Backenschiene (zwei "Weichenverschlüsse") gezählt. Noch dazurechnen lassen sich Überwachungseinrichtungen ("Prüferstangen") und ein Weichenstellungssignal ("Weichensignal"). Letzteres bildet i.d.R. eine Einheit mit dem Hand-Stellhebel (ortsbediente Weiche),und entfällt heute oft (fernbediente Weiche). Ortsbediente Weichen können gegen unbeberechtigtes Umstellen mit einem Schloss gesichert werden.

Bei langen Weichen ("Hochgeschwindigkeitsweichen", große Kurvenradien) werden zusätzliche, über die Länge der Zungen verteilte Stellvorrichtungen gebraucht.
4.2.1 Elektrischer Weichenantrieb  ↑ Inhalt
Die Anlage der Zunge an die Backenschiene und die gegenseitige Verriegelung werden geometrisch hergestellt. Bei elektrischem Weichenantrieb läuft der Motor etwas länger, was von einer Rutschkupplung ermöglicht wird. Diese schützt auch vor Schäden, falls Fremdkörper zwischen Zunge und Backenschiene gelangen sollten. Infolge des dabei stattfindenden hohen Stromverbrauchs wird die Weiche zurück gestellt und eine Fehlermeldung ans Stellwerk abgegeben.
4.2.2 Weichenverschluss   ↑ Inhalt
"Klinkenverschluss"
Foto (oben) und Schema (unten, [1])    >>>
Der abgebildete Klinkenverschluss ist "auffahrbar":
Die nicht anliegende Zunge ist nicht blockiert, so dass sie vom auf dem falschen Gleis stumpf einfahrenden Fahrzeug in Richtung ihrer Backenschiene gedrückt werden kann und dabei über die Verbindungsstange den Verschluss auf der anderen Seite sofort entriegelt (Klinke fällt in Stangenlücke).

Mit den heute meistens vorhandenen Weichenverschlüssen wird die eingestellte Lage der Weichenzungen gesichert (vorwiegend formschlüssig). Das ist erforderlich, weil bei der Zugdurchfahrt erhebliche seitliche Stöße auftreten können, wobei das enge Anliegen der Zungenspitze an der Backenschiene aufgehoben werden kann.

Weichen mit kurzen Zungen haben nur eine Verstellvorrichtung an der Weichenspitze. Längere Zungen werden mit weiteren Verstellvorrichtungen versehen (da inzwischen immer mit Weichenverschlüssen ausgerüstet, kurz "Mittelverschlüsse" genannt), die gleichmäßig auf dem verlängerten Bereich des Anliegens der Zunge an die Backenschiene verteilt sind (Rekord: acht Zungenverstellvorrichtungen, siehe 8. Weichenrekorde).

4.3 Weichenherz-Vorrichtung  ↑ Inhalt

An der Stelle, wo die beiden Innenschienen zusammentreffen und zusammen mit zwei neuen Schienen (die inneren der beiden Außengleise) eine Kreuzung bilden, befindet sich das Schienenherz. Als "Herzstück" wird das dreieckige spitze Stück bezeichnet, das sich am stumpfen Ende in die beiden neuen Schienen auflöst. Die "Herzstückspitze" ist die abgerundete Spitze diese Stücks (nicht identisch mit dem geometrischen Ort der nicht abgerundet denkbaren Spitze dieses Stücks).

Komplettiert wird das Herz durch die beiden "Flügelschienen" (abgewinkelte Enden der Innenschienen). Der pfeilartige Spalt zwischen dem Herzstück und den Flügelschienen ist die "Herzstücklücke", die je zur Hälfte in Richtung zu einem der beiden Außengleise zeigt und vom jeweiligen Laufrad-Spurkranz passiert wird.

Weichenherz, Flügelschienen und Radlenker     >>>
von der Weichenspitze — von oben;
zur Weichen-"Wurzel" — nach unten

Der Herz-Vorrichtung sind noch die "Radlenker" außen an den Backenschienen hinzu zu rechnen. Letztere übernehmen die seitliche Führung gegen die Innenfläche des dort durchlaufenden Spurkranzes. Beim Passieren des Anfangs der Herzstücklücke ist nämlich das dort passierende Rad über eine kurze Strecke nicht geführt. Im Bild ist zu erkennen, dass der Spalt zwischen Radlenker und Backenschiene gegenüber der Herzspitze am schmalsten ist.

Die Herzstücklücke stellt auch eine Unterbrechung der Lauffläche für die darüberrollenden Räder dar. Da die Räder i.d.R. breiter als die Schienen sind, können diese an der Lücke ein kurzes Stück sowohl noch auf einer Flügelschiene (blanker Teil ihrer Oberfläche) als auch schon auf der Herzspitze rollen.

5. Bauformen von Weichen  ↑ Inhalt

5.1 Einfache Weichen  ↑ Inhalt

Die einfache Weiche ist die "eigentliche" Weiche. Sie enthält 1 Gabelung.

I.d.R. wird zwischen "Stammgleis" und abzweigendem Gleis ("Zweiggleis", "Abzweigung") unterschieden.

Stammgleis gerade: gerade Weiche (siehe bisherige Abbildungen: Titelbild, Schema-Bild usw.)

Stammgleis gebogen: Bogenweiche.
  Stammgleis in gleiche Richtung wie Zweiggleis gebogen:     Innenbogenweiche
  Stammgleis entgegengesetzt gebogen:
    Außenbogenweiche

Die Zahl der möglichen Bauformen verdoppelt sich mehrmals dadurch, dass es jede Weiche in beiden zueinander gespiegelten Formen (Rechts - Links - Symmetrie) geben kann.

5.2 Doppelweichen  ↑ Inhalt

Die Doppelweiche ist eine Sonderanfertigung. Sie enthält 2 Gabelungen und besteht aus zwei ineinander "verschlungenen" einfachen Weichen. Die zweite Weiche beginnt bereits innerhalb der ersten Weiche. Die Doppelweiche enthält ein zusätzliches (drittes) Herzstück.

Zu den abgebildeten Bauarten existieren diverse Varianten dadurch, dass das Stammgleis gebogen sein kann, dass bei der zweiseitigen Doppelweiche die Reihenfolge vertauscht sein kann (vgl. nebenstehendes Bild mit unten stehendem Schema), dass es zur einseitigen Doppelweiche eine spiegelsymmetrische Anordnung geben kann, usw.

zweiseitige Doppelweiche     >>>
zusätzliches relativ stumpfes Herzstück kurz vor dem Herzstück des rechten Abzweigs: Herzstücklücke ist schlecht überbrückt.



Eine sehr seltene und heute kaum noch benutzte Bauart ist die symmetrische Doppelweiche. Ihre beiden Weichen beginnen am gleichen Ort mit je zwei Zungenspitzen neben den Backenschienen.

5.3 Kreuzungsweichen  ↑ Inhalt

Gleiskreuzung     >>>
Die Schienenkreuzungen in den stumpfen Innenecken des Kreuzes werden "Doppelherzstücke" genannt. Sie bestehen aus einem stumpfen Gleis-Knick (schwarz-rot) und einem stumpfen Radlenker-Knick (blau). Es gibt nicht zwei Herzstück-Spitzen, die an beiden Kanten einen Spurkranz führen, wie die Namensgebung irrtümlich suggeriert.

Gleiskreuzungen befinden sich vorwiegend an den Ein- und Ausfahrten größerer (vielgleisiger) Bahnhöfe zur Verbindung zwischen den äußersten Gleisen über die dazwischenliegenden Gleise hinweg. Sie sind gleich relativ spitz wie die Anschlussweichen zu den äußersten Gleisen. Der ebenfalls nötige Anschluss an die dazwischen liegenden Gleise wird mit "Kreuzungsweichen" hergestellt.

Kreuzungsweichen mit innenliegenden Zungen     ↓↓
an einem diagonalen Gleis
im Vordergrund eine rechtwinklige Gleiskreuzung
(nur für Rangierfahrten) ↑↑ einfache Kreuzungsweiche mit innenliegenden Zungen    ↑↑ doppelte Kreuzungsweiche m. außenlieg. Zungen

In beiden Fällen wird zwischen Weichen mit "innenliegenden Zungen" (innen zwischen den beiden Herzstücken der Kreuzung, meist-vorkommende Bauart) und mit "außenliegenden Zungen" unterschieden. Die außenliegenden Zungen ermöglichen größere Radien der Verbindungsbögen und damit höhere Fahrgeschwindigkeiten, sind aber wegen der zusätzlich nötigen vier Herzstücke aufwändiger. Gegenüber denen mit innenliegenden Zungen entfällt der Nachteil des Platzmangels. Dort ist oft der Platz für das Ausrüsten der Zungen mit Verschlüssen und für das maschinelle Unter- bzw. Nachstopfen des Gleisschotters zu klein.

Anmerkung: Bei einer doppelten Kreuzungsweiche ist die Weiterfahrt in zwei, nicht wie im Straßenverkehr (falls die Kreuzung nicht allzu schräg ist) in drei Richtungen möglich. Die Überfahrt zwischen den spitz aufeinander treffenden Ästen der Kreuzung erfordert bei schienengebundenem Verkehr lange "Verbindungskurven", die weit ab von der Gleiskreuzung liegen (Stichwort: "Gleisdreieck")

6. Besondere Konstruktionen und Anwendungen   ↑ Inhalt

6.1 Schleppweiche  ↑ Inhalt

Die "Schleppweiche", die zumindest in Deutschland vor der Zungenweiche angewendet wurde, ist nicht nur aus historischen Gründen, sondern auch weil sie bei den Zahnradbahnen eine Weiterentwicklung erfahren hat, zu behandeln.

6.1.1 Traditionelle Schleppweiche  ↑ Inhalt
Schleppweiche     >>>

Bei einer Schleppweiche endet das zu verzweigende Gleis am Weichenanfang. Beide Schienen sind rechtwinklig abgeschnitten. Vor die Schnittstellen wird das eine oder das andere Zweiggleis als Ganzes eingeschwenkt ("geschleppt", rechte Schiene vor rechte Schiene und linke Schiene vor linke Schiene). Anstatt der späteren Zungenweiche mit 2 schwenkbaren und anzulegenden Zungen hat die Schleppweiche 4 schwenkbare und den ankommenden Schienen paarweise fluchtend davor zu stellende Schienen. Sie kann nicht aufgefahren werden, sondern führt bei falscher Einstellung zum Entgleisen.

Die Schleppweiche wurde noch lange Zeit für Fahrzeuge mit 2 Spurkränzen an den Rädern benutzt, weshalb antatt des Herzstücks ein um seine Mitte drehbares Schienenstück benutzt wurde (siehe vorstehende Abbildung).

6.1.2 Neuartige Schleppweiche  ↑ Inhalt
"Biegeweiche"     >>>

Seit 1999 gibt es für Zahnradbahnen eine weiterentwickelte Schleppweiche, die "Biegeweiche" oder "Federweiche" genannt wird. Das "Schleppen" erfolgt nicht am Weichenanfang ("Weichenspitze") sondern am Ende ("Weichenwurzel"). Ab der Spitze wird ein Stück Gleis inkl. der zwischen den Schienen angebrachten Zahnstange horizontal gebogen und als Ganzes an der Wurzel fluchtend vor das jeweils andere Abzweiggleis gesetzt.

Diese Weiche hat keinerlei zusätzliche Bauteile. Sie ist ein Stück Gleis, dessen Krümmung von links nach rechts (oder zu Unendlich für Geradeausfahrt) veränderlich ist. Eine Schienenkreuzung entfällt prinzipiell, so dass kein Herzstück o.ä. nötig ist. Weil die Änderung der Krümmung elastisches Verbiegen ist, gibt es wie bei den Federzungen auch keine Gelenke.

6.2 Weiche mit "beweglichem Herzstück"   ↑ Inhalt

In den wegen des großen Kurvenradius' langen Weichen für den Hochgeschwindigkeitsverkehr ("Schnellfahrweichen") ist der Kreuzungswinkel ("Neigung") im Herzstück sehr klein. Die Herzstückslücke ist zu lang (schleifender Schnitt der "Fahrkante") dafür, dass die Räder genügend große Lauffläche auf dem Herzstück und den Flügelschienen finden (hoher Verschleiß und geringe Laufsicherheit und -ruhe).

Deshalb werden Weichen mit beweglichen Teilen in der Weichenherz-Vorrichtung eingesetzt, für die es zwei unterschiedliche Ausführungsarten gibt:

6.1.2 Weiche mit "beweglichen Flügelschienen"  
bewegliche Flügelschienen (linkes Bild)     >>>

Je ein Stück der als Flügelschienen endenden Innenschienen werden als Ganzes geschwenkt und an die eine oder andere Kante der Herzstückspitze angelehnt.
6.2.2 Weiche mit "beweglicher Herzstückspitze"  
bewegliche Herzstückspitze (rechtes Bild)     >>>

Sie ist wie eine Zunge schwenkbar und wird an die eine oder andere Flügelschiene angelehnt. Das Bild zeigt eine Ausführung mit sehr kleiner "Neigung" (sehr spitz) für die Anwendung auf Hochgeschwindigkeitsstrecken. Zu erkennen ist auch, dass der Stellantrieb an zwei Stellen erfolgt und dass an beiden Stellen Weichenverschlüsse (Klinkenverschluss) eingesetzt sind. Damit die Herzstückspitze wie eine Federzunge wirkt, ist sie an der Wurzel nur mit einer der beiden Schienen fix verbunden (am Übergang zur zweiten Schiene befindet sich ein "Schienenauszug", eine längsbewegliche Trennstelle).

6.2.3 Schienenkreuzung mit "beweglichen Doppelherzstücken"   ↑ Inhalt
bewegliche Doppelherzstücke an einer Gleiskreuzung
(de facto: vier bewegliche Zungen)     >>>


Bei spitzen Gleiskreuzungen sind die Doppelherzstücke die problematischsten Teile (problematischer als die darin ebenfalls enthaltenen Einfach-Herzstücke). Sie können durch vier bewegliche Zungen ersetzt werden. Die so gestaltete Kreuzung wird für die Durchfahrt auf einem der sich kreuzenden Gleise eingestellt.


In allen Fällen wird die Herzstücklücke geschlossen. Die Lauffläche und die Fahrkante sind unterbrechungsfrei. Die Radlenker und das gelegentliche Anschlagen an sie entfallen. Der spitze Anfang des Herzstücks (bzw. der Zungen) muss keine Last mehr tragen. Er ist leicht abgesenkt und somit nicht mehr verschleißgefährdet.

Bewegliche Flügelschienen und Einfach-Herzstücke werden nicht "auffahrbar" ausgeführt. Werden sie in falscher Stellung befahren, entsteht immer ein Schaden.

6.3 "Klothoidenweiche"   ↑ Inhalt

Klothoidenweiche ist ein weiterer Begriff für eine bereits mit beweglichem Herzstück versehene Schnellfahrweiche. Das an der Spitze der Weiche beginnende Abzweiggleis ist in Form einer Klothoide - einer Kurve mit kontinuierlich größer werdendem Radius - gekrümmt. An der Weichenspitze ist die Krümmung noch sehr klein, sodass der beim Übergang auf die Weichenzunge entstehende Ruck beim Gleiswechsel wesentlich sanfter ausfällt als bei den vorgängigen Korbbogenweichen, und der Verschleiß an der Zunge kleiner ist.

Die längsten und im abzweigenden Strang schnellstbefahrbaren Weichen in Deutschlandu sind 1998 im Bahnhof Bitterfeld (Bahnstrecke Berlin-Halle) verlegte Klothoidenweichen:
Länge - etwa 170 m,
Höchstgeschwindigkeiten :
    Stammgleis - 330 km/h (konstruktiv) / 200 km (z.Zt. genutzt),
    Zweiggleis   - 220 km/h (konstruktiv).

7. Weichen in anderen Schienenbahnen   ↑ Inhalt

Eine Weiche wird als typisches Teil in einer Schienenbahn , die wir "Eisenbahn" nennen, betrachtet. Im Folgenden werden Weichen in Schienenbahnen besprochen, die auch Bahnen aus Eisen sind, aber besondere Namen wie "Straßenbahn" und "Zahnradbahn" haben.

7.1 Straßenbahnweichen   ↑ Inhalt

Rillenschiene         >>>

Die Straßenbahnschienen in von schienenlosen Fahrzeugen mitbenutzten Staßen sind Rillenschienen, die den von den Spurkränzen benötigten Raum gegen den Straßenoberbau abgrenzen. Bei den Weichen haben sowohl der Boden als auch die Seitenwand einer Rille eine zusätzliche besondere Funktion. Die Herzstücklücke wird überbrückt, indem mit dem Spurkranz auf dem etwas erhöhten Rillenboden ("Flachrille") und in etwas engeren Rillen gefahren wird; auf Flügelschienen kann verzichtet werden. Auf die über die Schienen vorstehenden Radlenker muss verzichtet werden, um andere Fahrzeuge und Fußgänger nicht zu stören. Letzteres ist möglich, weil die Rillen (beider Schienen) als Ganzes die seitliche Führung im Herzstück-Bereich übernehmen.


↓↓ Straßenbahnweiche mit flacheren und verengten Rillen              ↓↓ vorgezogene Zungenvorrichtung: Gabelung des
     bei Radlenker (links) und Herzstückspitzen (Mitte und rechts)        4-Schienengleises erst an Straßenkreuzung

7.1.1 Vorgezogene Zungenvorrichtung   ↑ Inhalt
Vor Straßenkreuzungen wird die Zungenvorrichtung oft einige Meter vor der eigentlichen Gabelstelle angeordnet, um bei eventuellen Störungen im Verstellmechanismus das Stehenbleiben im Kreuzungsbereich und die damit verbundene Behinderung des Straßenverkehrs zu vermeiden. Die Strecke zwischen den Weichenzungen und der eigentlichen Gabelung sind 4-gleisig (sie bilden eine kurze "Gleisverschlingung").

7.1.2 Einzungenweiche   ↑ Inhalt
Einzungenweiche          >>>

Einzungenweichen für Straßenbahnen besitzen nur die Weichenzunge an der gradeaus führenden Backenschiene. Sie wurden wegen ihrer kleineren Herstellungskosten eingesetzt. Heute sind sie selten. Die Zunge wirkt anliegend wie bei einer gewöhnlichen Weiche, abliegend dagegen als Radlenker. Die gegenüberliegende Rillenschiene mit Flachrille verzweigt sich zu zwei Rillenschienen.

7.2 Rückfallweiche   ↑ Inhalt

Rückfallweiche in einer Schmalspur-Eisenbahn    >>>
(die von Hand auch bleibend gestellt werden kann)

"Rückfallweichen" (bei Straßenbahnen häufig als "Federweichen" bezeichnet) kehren nach dem "Auffahren" selbsttätig in ihre ursprüngliche, i.d.R.Geradeaus-Stellung zurück. Im Stellmechanismus ist eine Feder "zwischengeschaltet", die beim Auffahren gespannt wird und die beiden Zungen nach der Durchfahrt wieder in Ausgangsstellung bewegt. Damit das Auffahren ("Aufschneiden") nicht von jeder Achse erneut erfolgen muss, kann ein Verzögerungselement eingebaut sein.

In Straßenbahnnetzen ist der Einbau von zwei Rückfallweichen an Ausweichstellen üblich. In eingleisigen Eisenbahnstrecken mit zwei Rückfallweichen in Bahnhöfen sind Zugkreuzungen ohne Weichenbedienung möglich.

7.3 Zahnradbahnweichen   ↑ Inhalt

Bei Zahnradbahnen ist in einer Weiche außer den Fahrschienen auch die Zahnstange zu verstellen. Es gibt zwei grundlegend verschiedene Systeme:

1. Die Zahnstange liegt über den Schienen:
Das Verstellen der Schienen ist unbeeinträchtigt. Es wird lediglich die Zahnstange in die eine oder die andere Fahrtrichtung geschwenkt. Über beide Innenschienen permanent liegende Zahnstangenstränge kommen nicht infrage, denn einer der Innenschienen muss immer befahrbar sein.
Vorteil: Zahradbahn-Triebfahrzeuge können auch auf zahnstangenlosen Standardstrecken verkehren und deren Weichen überfahren
Nachteil: Bei Bahnübergängen sind entweder aufwändige technische Lösungen zur Absenkung der Zahnstange notwendig, oder es entsteht eine Querwelle für den Straßenverkehr.

2. Die Zahnstange liegt unterhalb der Schienenoberkanten:
Die Innenschienen müssen zusätzlich verstellt werden, um Platz für die einzuschwenkende Zahnstange zu schaffen.
Vorteil: Bahnübergänge sind unproblematisch (prinzipiell keine Querwellen).
Nachteil: Zahradbahn-Triebfahrzeuge können Weichen auf zahnstangenlosen Standardstrecken nicht überfahren. Herstellung und Wartung sind aufwändig.

1. Zahnradbahnweiche mit hoch liegender Zahnstange          2. Zahnradbahnweiche mit tief liegender Zahnstange
für Fahrt nach rechts ist linke Innenschiene frei                      für Fahrt nach links ist rechte Innenschiene frei und
                                                                                              linke Innenschiene weggeschwenkt

8. Weichenrekorde  ↑ Inhalt

Die zurzeit zwei längsten Weichen Deutschlands liegen auf der Strecke Leipzig-Berlin im Bahnhof Bitterfeld. Sie dienen der Trennung in Richtungen Halle bzw. Leipzig und waren damals die größten Weichen der Welt. Der Radius des abzweigenden Stranges dieser Klothoidenweichen verkleinert sich von anfangs etwa 16.000 Metern zur Weichenmitte hin auf 6100 Meter und steigt anschließend wieder auf den Ausgangswert an.
Acht Antriebe sind zum Umstellen der Zungen und drei Antriebe zum Umstellen der Herzstückspitze eingebaut.
Die Gesamtlänge dieser planmäßig abzweigend mit 200 km/h befahrenen Weichen liegt bei je etwa 170 Metern. Bis heute (Stand: 2011) sind sie die längsten Weichen im Netz der Deutschen Bahn.

Die ersten mit 200 km/h abzweigend befahrbaren Weichen in Deutschland waren zwei 1994 in Betrieb genommene Korbbogenweichen (Gesamtlänge 154 Meter, Weichenzungenlänge 56 Meter). Bogenradius im Bereich der Zungen 7000 Meter und ab etwa Weichenmitte 6000 Meter. Die Länge der Weichenzungen liegt bei 56 Metern.

Auf der Schnellfahrstrecke Madrid-Barcelona-Französische Grenze kommen inzwischen, vor allem an "Überleitstellen", insgesamt 136 noch größere Weichen zum Einsatz . Der Radius der 180 Meter langen und planmäßig mit 220 km/h abzweigend befahrenen Weichen liegt zwischen 7.300 und 17.000 Metern.

9. Literatur  ↑ Inhalt

[1] Jörn Pachl: Systemtechnik des Schienenverkehrs Springer, 2018

LogoSW Siegfried Wetzel, CH 3400 Burgdorf, Februar 2020 (März 20)

 ↑↑ Inhalt

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