Gleise/Weichen
Gleise
Ein Gleis besteht aus Schwellen (ties), Schwellenplatten (tie plate), Schienennägeln (nails), Anker (anchor) und den Schienenprofilen (rails')). Nahm man in Frühzeiten und bis in die sechziger Jahre ausschließlich Holzschwellen, begann ab den sechziger Jahren der Siegeszug der Betonschwelle. Dies ist keine amerikanische Entwicklung, sondern stellt den weltweiten Stand der Gleisbautechnik dar. Stahlschwellen spielen wie in Deutschland nur eine untergeordnete Rolle und sind nur dort zu finden, wo nicht mit Gleisstromkreisen und ähnlichen Schalt- und Sicherungstechniken gearbeitet wird.
Die Schwellenplatte wurden eingeführt um die großen Kräfte bei schwerer werdenden Schienen und Achsdrücken besser an die Holzschwelle (wood tie)abzuleiten. Heute sind nahezu alle Gleise mit tie plates ausgerüstet. Lediglich bei wenigen untergeordneten Nebengleisen liegen die Schienenprofile direkt auf den Schwellen auf.
Die Schienennägel dienen dazu einmal die tie plates und die rails auf den woodties festzuhalten. Eine tie plate hat meist 3 Nagellöcher auf jeder Seite; 2 direkt am Schienenprofil und ein weiteres am Plattenende. Auf normalen geraden Gleisen werden pro Schienenseite nur jeweils 1 Nagel eingeschlagen. Die anderen Löcher dienen dazu um bei gebogenen Gleisen oder anderen schwierigen Gleislagen mehr Nägel einschlagen zu können.
Die Anker werden beiderseits einer Schwelle an der Unterseite eines Schienenprofils eingesetzt und hydraulisch an die Schwelle gepreßt. Damit wird verhindert, daß die Schwellen unter den Schienen wegwandern. In Verbindung mit den Nägeln ergibt sich so eine spurstabile Befestigung der Schienen auf den Schwellen.
Betonschwellen weisen eine andere Befestigung auf, da hier keine üblichen Nägel eingeschlagen werden können. Die Schwellen haben eine integrierte tie plate und zur Befestigung der Schienenprofile werden Federklammern verwendet, welche hydraulisch eingepresst werden. Zur Isolation kommen spezielle Gummiplatten zwischen Schienenprofil und Schwelle.
Schienenprofile gibt es in verschiedenen Abmessungen, je nach Herstellungsalter und Verwendungszweck.
(Tabelle folgt)
Wurden früher die Schienen mit Hilfe von Seitenlaschen verschraubt (bolted track), wird seit einigen Jahrzehnten erfolgreich das Thermitschweißverfahren (welded track) angewendent um lückelos verschweißte Gleise zu erhalten. Laschen finden such nur noch bei Isolierschienenstößen.
Weichen
Eine amerikanische Weiche (turnout) besteht Hauptsächlich aus dem Zungenteil (switch) und dem Herzstück (frog). Dazu kommen noch die Schwellen (ties) und die Radlenker (Guardrails) sowie einige Kleinteile. Heute werden nur noch Weichen mit beweglichen Zungen (split switches) eingesetzt. Bei Museumsbahnen kann man noch Schleppweichen (stub switch) finden. Hier sind die Weichenzungen gerade und an der Weichenspitze beweglich gelagert, die Stellvorrichtung verschiebt die Gleise auf den geraden oder den abzweigenden Strang. In Industriegebieten mit in Straßen eingelassenen Gleisen gibt es vereinzelt Weichen mit nur einer beweglichen Weichenzunge, solche Weichen werden Tongue Switch genannt.
Bei amerikanischen Weichen wird der Cotangens, welcher das Verhältnis der Weichenneigung angibt, zur Weichengrößenbezeichnung verwendet. Die Zahl (frog number) gibt an wieviele Einheiten man in die Länge geht um eine Einheit zur Seite zu gehen. Eine #6 ist also wesentlich steiler als eine #10. Das verwendete Längenmaß (lead) wird zwischen Zungenspitze und Herzstückspitze abgenommen.
Folgende Standardtypen gibt es:
- 6 -> Lead 48'
- 6½ -> Lead 53'-3¼"
- 8 -> Lead 60'-1¾"
- 9 -> Lead 73'-7½"
- 10 -> Lead 80'-6"
- 12 -> Lead 97'
- 14 -> Lead 109'-3¼"
- 16 -> Lead 131'
- 20 -> Lead 149'-9½"
Die Geschwindigkeiten für den abzweigenden Strang und typische Verwendung beim Vorbild:
- 4 = <10mph = Interurbans, frühe Eisenbahnlinien mit kurzen Fahrzeugen
- 6 = 10mph = industry tracks
- 6½ = 10mph = industry tracks
- 8 = 15mph = yards
- 9 = 15mph = yards
- 10 = 20mph = yards
- 12 = 25mph = low-speed crossovers
- 16 = 30mph = passing tracks
- 20 = 45mph = Junctions, end of double track
Theoretisch kann es alle Frognumbers zwischen 4 und 20 geben, man hat sich im laufe der Jahre aber auf wenige praktikable Weichengrößen geeinigt.
Herzstücke
Das Herzück (frog) ist eines der Hauptbauteile einer Weiche. Es gibt verschiedenen Bauarten. Die älteste ist die geschraubte Version aus speziell geformten Schienenteilen (rigid boltet frog). Diese Form findet man bei fast allen Modellbahnweichen, wobei die Schraubennachbildungen meist weggelassen werden. Um 1900 begann man Herzstücke aus Manganstahl (manganese steel) zu gießen, diese Bauform ist heute bei Mainline-Weichen sehr verbreitet und wird auch rail-bound frog genannt. Neueren Datums, aber auch schon über 50 Jahre alt, sind die self guarded frogs. Diese Frogs sind ebenfalls gegossen und haben Führungslippen, welche die Außenseite des Rades führen und somit verhindern, daß das Rad im Herzstück den falschen Weg wählt. Diese Frogs sind nur in Yards und Industrigleisen zu finden, ihr Vorteil ist, das die Radlenker (guard rails) wegfallen können. Die 3. Hauptbauform sind die Frogs mit beweglichen Herzstückspitzen. Diese gibt es als spring-rail frog passend zu Weichen mit in Hauptfahrtrichtung federnd festgelegten Zungen. Die Räder eines aus der Gegenrichtung kommenden Fahrzeugs drücken die Herzstückspitze und die Zungen um, welche dann etwas verzögert mit Federkraft wieder in ihre Ausgangslage zurückfallen. Diese Rückfallweichen (spring switches) erleben derzeit ein kleines Revival in einfachen Sidings auf eingleisigen Strecken. Eine weitere Bauform der beweglichen Herzstücke finden sich auf Strecken mit Geschwindigkeiten jenseits der 160km/h (100mph). Dort sind sie mit einem Antrieb versehen und gestatten den Fahrzeugen eine größere Laufruhe.
Antriebe
Es gibt im Wesentlichen drei Möglichkeiten eine Weiche zu bedienen:
- Handantrieb - mechanischer Antrieb - elektrischer Antrieb
Das Aussehen dieser Antriebsarten variiert je nach Bahngesellschaft, Hersteller und Baujahr. Hier wird auf einschlägige und bahnspezifische Literatur bzw. entsprechenden Historical Societis verwiesen welche oft Originalunterlagen bereithalten.
Kreuzungen
Die verschiedenen Kreuzungen sind ein typisches Merkmal amerikanischer Eisenbahnen. Wer kennt es nicht, das Bild sich zweier ebenerdig kreuzender Bahnlinien mitten un fast unberüherter Natur. Es kommen fast alle erdenklichen Kreuzungswinkel vor. Bei Kreuzungen mit Winkeln ab 8.1° und kleiner werden spezielle bewegliche center-frogs benutzt, welche an Weichenzungen erinnern. Neben den unterschiedlichsten Winkeln gibt es auch die unterschiedlichsten Formen, selbst kreuzende Gleise innerhalb des Lead einer Weiche sind keine Seltenheit. Wie bei den Herzstücken einer Weiche gibt es auch bei den Kreuzungen bolted-crossings wo normale Schienenstücke entsprechend zugeschliffen einfach verschraubt werden. Bei Kreuzungswinkeln kleiner als 25° liegen die end und center frogs so weit auseinander, das normale Weichenherzstücke und Radlenker für die end frogs genommen werden. Liegen die Winkel über 25°, werden die Radlenker (guard rails) von frog zu frog durchgezogen. Bei Kreuzungswinkeln oberhalb 35° sind die Schienenprofile des Hauptgleises durchgezogen, während die Schienenprofile des kreuzenden Nebengleises angepasst werden. Liegen 2 Kreuzungen dicht bei einander, so werden die guard rails zwischen den Kreuzungen durchgezogen.
Analog zu den manganese steel frogs bei den Weichen gibt es auch gegossene Kreuzungsbauteile:
-einzelne Bauteile, welche zwischen die Schienenprofile geschraubt sind
-vollständige Gußteile aus denen eine Kreuzung zusammengeschraubt wird
Letztere findet man heute meist bei Kreuzungen zwischen 45° und 90°
Weiterführende Seiten
-insbesondere den Modellbau betreffend:
References
- Trackwork Handbook for model railroaders - Carstens Publications - ISBN 0-911868-90-9
- The Railroad, What it is, what it does - Simmons-Boardman Books Inc. - ISBN 0-911382-04-6
- Workin' on the Railroad - Pentrex - DVD - ISBN 1-56342-138-0 oder UPC 7-48268-00421-6
