Haben Sie sich schon gefragt, warum es denn Eisenbahn heisst? Dann wird es jetzt vermutlich Zeit sich diese Frage zu stellen. Die Eisenbahn erhielt ihren Namen wegen der eisernen Unterlage. Das ist so. Damit haben wir jedoch erst geklärt, warum es Eisen im Begriff gibt, die Bahn ist immer noch nicht restlos geklärt. Gut, Sie wohnen in Deutschland und für Sie ist die Bahn einfach die DB, ein Konzern, der Ihnen nicht nur Freude bereitet.

Sie benutzen auch die Regionalbahn oder die Fernbahn. Bahn ist bei Ihnen zum Inbegriff für Eisenbahn geworden. Nur was machen die paar Leute in der Schweiz? Sie benutzen Züge und verreisen mit der SBB. Das ist so, egal ob am Zug nun AAR, MGB oder sonst etwas steht, man nimmt die SBB oder ganz einfach den Zug. Für jene ist der Begriff Bahn deshalb noch nicht restlos geklärt.

Eine Bahn ist ein vorgegebener Weg. Diesem Weg muss ein Körper folgen. Man berechnet so zum Beispiel Flugbahnen von Wurfkörpern, um eine möglichst grosse Weite zu erreichen. Eine Flugbahn haben aber auch Himmelskörper. Diesem Weg folgen sie und kaum jemand kann hier eine Abweichung bewirken. Das ist auch bei der Eisenbahn so.

Dieses Prinzip mit Bahnen ist schon viel älter als die Eisenbahn. Feste Fahrbahnen nutzten schon die Römer für ihre Fuhrwerke. Spezielle in Stein gemeisselte Fahrbahnen, die dafür sorgten, dass die Wagen diesem festen Weg folgten. Nur, warum haben die Römer einen solchen Aufwand betrieben? Bei schwierigen Durchgängen mit steil abfallenden Hängen war es so einfach möglich zu verhindern, dass ein Wagen neben den Weg geriet und abstürzte.

Nach dem Untergang des römischen Reiches gerieten diese Wege wieder in Vergessenheit. Die Leute hatten sich der neuen christlichen Ordnung zu fügen und dort waren solche Handelswege nicht mehr gefragt. Die Wege versanken im Boden und somit aus den Köpfen der Leute. Neue Verkehrswege entstanden und so waren die ersten bekannten Bahnen verschwunden.

Mit dem aufkommenden Bergbau musste man solche Strukturen wieder neu einführen. Die Pferde und Arbeiter mussten die Wagen auf gesicherten Wegen ziehen und schieben können. Mit der Zeit stellte man jedoch fest, dass die Wagen viel einfacher rollten, wenn man sie auf eine Bahn aus Holz stellte. Mit der Zeit wurden diese durch Eisen ersetzt und die Eisenbahn war geboren.

Natürlich war man noch weit von der Eisenbahn entfernt, die wir heute kennen, aber es war eine Eisenbahn. Die Bahnen aus Eisen legte man einfach auf den Grubenboden und die Pferde und Arbeiter liefen dazwischen. Einen speziell gestalteten Untergrund gab es jedoch nicht. Zum Teil wurden die beiden Spurrillen nur dürftig zusammengehalten. Diese erste primitive Eisenbahn machte jedoch von sich reden.

So kam es immer wieder zu besser entwickelten Eisenbahnen, die immer noch mit Pferden gezogenen Wagen liefen in speziellen Bahnen. Das heisst, die Wagen konnten von den normalen Wegen auf diese Bahnen wechseln und umgekehrt. Man vereinfachte dieses Prinzip mit den Jahren und änderte die ganze Sache. Die Bahnen, in denen normale Wagen rollten wurden zu einfachen Schienen und die Wagen darauf erhielten spezielle Räder. Die Eisenbahn von heute war geboren.

Diesen Schritt machte man vor mehr als 200 Jahren. Ja, Sie haben richtig gelesen, die Eisenbahn ist schon so alt. Doch sie entwickelte sich immer weiter und erreichte so den heutigen Zustand. Die Pferde wurden durch Dampflokomotiven abgelöst, welche wiederum den elektrischen Lokomotiven platz machten und so kam man zu der modernen Eisenbahn.

Es wird deshalb Zeit, dass wir uns etwas genauer mit diesem System befassen. In diesem Artikel soll es aber nur um einen Teil der Eisenbahn gehen. Würde hier das ganze System behandelt, gäbe das einen zu langen Artikel. Deshalb beschränken wir uns hier auf das Gleis und das Rad. Genauer um den Unter- oder Oberbau und die Radsätze, aber das erfahren Sie in den folgenden Abschnitten noch genauer.

Jedes stabile Gebäude, jeder Verkehrsweg braucht einen Unterbau. Sie werden ihn aber nicht so nennen. Vielleicht sind Ihnen Begriffe wie Fundament und Untergrund ein Begriff. Genau, als Sie Ihr neues Haus bauten, musste zuerst ein massiver Teil gebaut werden. Erst danach konnte man das Haus aufbauen. Ihr Architekt hat Ihnen dabei sicher etwas von Stabilität erzählt. Sie verstanden das nicht richtig. Ich komme jetzt auch noch damit, denn der Unterbau ist für die Stabilität wichtig.

Bevor man sich überhaupt mit einem Bau befasst, muss man diesen Unterbau festlegen. Das ist wie bei einem Haus, denn erst wenn man weiss, wie man ein Fundament gestalten muss, kann man mit dem Bau beginnen. Eisenbahnen unterscheiden sich hier jedoch nicht. Eine Bahnlinie muss zuerst geplant werden, dann erstellt man den Unterbau und erst viel später kommt dann der eigentliche Fahrweg.

Die Bahnlinie, die entstehen soll, ist im Grunde eigentlich nichts anderes, als die Festlegung des Verlaufs des Unterbaus. Eine Bahnstrecke ist der vorgesehene Weg durch das Gelände. Zu einer Bahnlinie wird es freilich erst, wenn alles fertig ist, aber mit dem Bau des Unterbaus beginnt auch die Bahnlinie ihren Weg im Gelände aufzuzeigen. Das erkennen Sie auf dem unten eingefügten Bild.

Sie kennen solche Bahnlinien in ihrem fertigen Zustand. An anderen Orten werden aber solche Bahnstrecken neu gebaut und Sie können beobachten, wie sich zuerst der Unterbau abzeichnet. Darunter befinden sich immer wieder berühmte Bahnstrecken, denn stellen Sie sich doch einmal in Gedanken vor, wie die Gotthardbahn nur als Unterbau ausgesehen haben muss.

Festgelegt sind mit dem Unterbau erst die eigentliche Streckenführung und das Streckenprofil. Bereits jetzt ist klar, wie steil die Strecke ansteigen wird und wo sie genau durchführt. Lange bevor ein Zug durchfährt, entsteht vor Ihrem Haus ein 10 Meter hoher Damm. Klar, Freude daran haben Sie nicht, aber alle rechtlichen Mittel brachten keinen Erfolg, Ihr Leben wird in Zukunft hinter den Bahn sein und die Sonne kennen Sie nur noch von Berichten.

Das im Unterbau festgelegte Streckenprofil kann in der Folge nicht mehr verändert werden. Es ist deshalb sehr wichtig, dass in diesem Bereich genau gearbeitet wird. Wurde früher hier noch sehr viel Handarbeit benötigt kommen heute moderne Baumaschinen zum Einsatz. Diese arbeiten sehr schnell und dabei dank der modernen Vermessungstechnik auch sehr genau.

Die Geschwindigkeiten der Strecke, also die Kurvenradien werden ebenfalls bereits beim Unterbau festgelegt. Früher machte man sich darum wenig Gedanken, denn die Strecken konnten oft gerade gebaut werden und dort wo es viele Kurven gab, ging es bergauf und die Lokomotiven vermochten nicht mehr schnell zu fahren. Mit der Zeit änderte sich das aber, und der Unterbau musste auch dies berücksichtigen.

Bereits jetzt wurden wichtige Eckpunkte der Strecke festgelegt. Wenn der Unterbau erstellt wurde, können die Streckenführung, die Streckengeschwindigkeit und das Streckenprofil nicht mehr verändert werden. Die dafür wichtigen Masse sind mit dem fertig erstellten Unterbau fixiert. An Steigungen, Kurvenradien – welche die maximale Geschwindigkeit der Strecke bestimmen - oder aber an der Linienführung kann nichts mehr verändert werden.

Wir haben nun einen Unterbau erstellt, dabei aber einen wesentlichen Punkt noch nicht beachtet. Die eigentliche Aufgabe des Unterbaus. An den Unterbau werden hohe Anforderungen gestellt, denn er muss die später erstellte Strecke tragen können. Da dieser Punkt nachträglich nur schwer verändert werden kann, ist es wichtig, dass man sich für die Gestaltung des Unterbaus viel Zeit nimmt.

Wie wichtig das sein kann, zeigt zum Beispiel der Bau des Basistunnels am Gotthard auf. Die Zufahrtsstrecke, die mit bis zu 200 km/h befahren werden soll, muss auf einem künstlich aufgeschütteten Damm verkehren. Dieser wurde bereits knapp 10 Jahre vor der Inbetriebnahme sehr sorgfältig aufgeschüttet. Die mit der Zeit auftretenden Senkungen können so noch vor der Fertigstellung ausgeglichen werden. Die Strecke wird so viel stabiler.

Aber auch nach der Eröffnung hat der Unterbau eine wichtige Aufgabe zu übernehmen. Der Unterbau muss die beim Betrieb auftretenden Kräfte in das Erdreich übertragen. Deshalb sind bei ihm viele Normen und Vorschriften zu beachten. Diese Vorschriften regeln zum Beispiel, welche Neigung ein Bahndamm haben darf. Wie wichtig diese Vorschriften sind, zeigt ein tragisches Beispiel einer Brücke

Besonders bei einer Brücke ist es sehr wichtig, dass man alle auftretenden Kräfte genau berechnet und entsprechend überprüft. Die frei in der Luft aufgebauten Teile der Brücke können keine Kraft ins Erdreich übertragen. Damit dies trotzdem erfolgen kann, sind die Brücken so gestaltet worden, dass sie die auftretenden Kräfte an die Enden übertragen und dort in die Widerlager übertragen.

Die Widerlager sind die eigentlichen Brückenköpfe. Diese übertragen die, von der Brücke aufgenommen, Kräfte ins Erdreich. Jede Brücke benötigt solche Widerlager. Das gilt für moderne Brücken genau so, wie für alte aus Stahl konstruierte Brücken. Doch kommen wir nun zu unserem tragischen Beispiel für einen fehlerhaften Unterbau.

Das zeigte sich auf tragische Weise am 14. Juni 1891 in Münchenstein bei Basel. Beim bisher schwersten Zugsunglück in der Schweiz starben 71 Personen und 171 wurden zum Teil schwer verletzt. Was war geschehen? Die durch Gustav Eiffel erbaute Brücke vermochte der Belastung des mit mehreren Lokomotiven bespannten Zuges nicht mehr Stand zuhalten und brach unter der Last zusammen.

Wie konnte das passieren? Die schon früher beschädigte Brücke wurde dem Verkehr übergeben. Die damalige Beschädigung unterspülte das Widerlager der Brücke. Die statischen Auflagen stimmten nicht mehr. In der Folge wurde die Brücke notfallmässig repariert und für den Zugsverkehr frei gegeben. Der Sonntag sollte dann in der Katastrophe enden.

Der gut besetzte Zug fuhr auf die Brücke, mit der darunter tosenden Birs. Durch die Belastungen gab die Brücke nach und stürzte mit samt dem Zug in die Birs. Dabei erreichte die erste Lokomotive noch knapp das Widerlager. Die Untersuchung ergab dann, dass die Brücke zu schwach konstruiert wurde und durch das unterspülte Widerlager die Kräfte nicht mehr aufnehmen konnte. Seither gelten für Brücken spezielle Vorschriften.

Auch andere Fälle gab es, bei denen der Unterbau versagte und die Strecke absackte. Der darauf verkehrende Zug verunglückte in der Folge. Es ist deshalb sehr wichtig, dass man den Unterbau gut baut und ihn vor allem im Lauf der Jahre immer wieder kontrolliert und Schwachstellen ausbessert. Dass dem nicht immer so war, zeigten Funde im Gotthardtunnel.

So wurden im Jahr 2000 bei der Sanierung der Strecke auch arbeiten am Unterbau durchgeführt. Bei modernen Umbauten gehört oft auch eine Aufbereitung des Unterbaus dazu. Als man mit den Maschinen bis in den Unterbau vorstiess, fand man darin noch Geleise der Baubahn. Diese wurden einfach unter dem fertigen Gleis versteckt. Der Unterbau wurde einfach als Müllhalde missbraucht.

Neben der Gestaltung des Unterbaus war auch dessen Oberfläche immer wieder ein Thema. Die Fläche, die letztlich die ganzen Anlagen tragen soll, muss auch entsprechend gestaltet werden. Dabei muss man bedenken, dass eine Bahnlinie in der freien Natur verkehrt. Das heisst, es fällt Regen, der dafür sorgt, dass Wasser in den Oberbau und den darunter befindlichen Unterbau gelangt.

Dieses Wasser darf sich auf dem Unterbau nicht zu Lachen sammeln. Dort würde das Wasser stehen bleiben und so dafür sorgen, dass der Untergrund aufgeweicht wird. Weiter könnte der ganze Oberbau darauf schwimmen und instabil werden. Deshalb gestaltet man einen Unterbau immer so, dass sich das Wasser zur Seite hin entfernt.

Für gewöhnlich reicht zur Entwässerung eine geneigte Oberfläche. In ganz besonderen Fällen muss man sich jedoch um eine richtiggehende Entwässerung kümmern. Dabei wird das eindringende Wasser in speziellen Leitungen gesammelt und aus dem Bereich des Unterbaus geleitet. Ähnliche Lösungen wie bei der Landwirtschaft werden hier angewendet. Bei Brücken ist dies meistens der Fall, da das Mauerwerk kaum eine natürliche Entwässerung zulässt.

Ein weiteres Problem entsteht durch die Natur. In der Natur sind unbewachsene Flächen kaum vorhanden und wo es nur geht, wachsen Gräser, Sträucher oder Bäume. Auf einem Bahnkörper will man keines dieser Gewächse. Der Grund liegt in der damit verbundenen Auflockerung des Untergrundes. Das Gleis wird dadurch instabil und droht zu versinken.

Viele Jahre bekämpfte man das Problem von der Wurzel aus. Das heisst, man setzte extra geschaffene Vertilgungszüge ein. Diese Züge belasteten das umliegende Land massiv und die dabei verwendeten Gifte waren alles andere als harmlos. Trotzdem, man musste dafür sorgen, dass die Vegetation nicht in den Oberbau wachsen konnte. Zu gross war die damit verbundene Gefahr. Dass die Bahnen dabei zu einem der grössten Umweltsünder wurden, überrascht angesichts des grossen Problems wenig.

Mit zunehmenden Umweltschutzauflagen musste man sich hier einer anderen Lösung behelfen. Zuerst beschränkte man sich damit, die Unkräuter mit gezielten Massnahmen zu vernichten. Diese Massnahme war eine brauchbare Lösung für bestehende Strecken. Bei neuen Strecken hatte man jedoch die Möglichkeit, den Unterbau entsprechend zu gestalteten.

Man wählte dabei eine von den Strassen her bekannte Massnahme. Der Unterbau wird dabei mit einer Schicht Asphalt überdeckt. Dieses Material zeichnet sich durch viele Eigenschaften aus. Die dichte Fläche verhindert. Dass Gräser aus dem Untergrund wachsen können. Die Entwässerung klappt bestens und das trotzdem weiche Material bietet dem Oberbau einen guten Halt.

Ein bis jetzt gestalteter Unterbau kann durchaus auch als Strasse benutzt werden. Sonderbar erscheinen nur die an den Seiten vorgesehen Fundament für Masten und Signale. Somit kann eigentlich gesagt werden, dass sich der Bau eines Unterbaus für die Eisenbahn nicht gross vom Bau einer Strasse unterscheidet. Man kann hier zwar auf gewisse bauliche Massnahmen verzichten. Trotzdem wird der Unterbau nach seiner Fertigstellung zu einer Strasse.

Nachdem der Unterbau beendet wurde, kommt der Oberbau zum Einbau. Das bisher auch als Strasse nutzbare Trassee wird nun definitiv zur Eisenbahn. Trotzdem wird alles, was nun darauf aufgebaut wird als Oberbau bezeichnet. Der Grund, warum die Schnittstelle hier liegt ist ganz einfach, denn der Oberbau wird in regelmässigen Abständen gänzlich erneuert. Der Unterbau bleibt dabei jedoch bestehen und wird weiter benutzt.

Der Oberbau ist zudem das was Sie in der Regel zu sehen bekommen. Er besteht aus diversen speziellen Bauteilen, die aus dem Unterbau  und einem Oberbau ein Gleis für die Züge werden lässt. Dabei ist gerade das Gleis nur ein spezieller Teil dieses Oberbaues. Viel mehr Material wird für andere Aufgaben benötigt. Es wird deshalb Zeit, dass wir mit dem Aufbau des Oberbaus beginnen.

Damit wir hier nicht einen sonderbaren Weg einschlagen müssen, beginnen wir gleich, wie das bei einer neuen Bahnlinie auch der Fall ist. Das heisst, wir beginnen mit dem Aufbau von unten und kommen erst zum Schluss zu dem, das aus einer Eisenbahn auch eine Eisenbahn werden lässt. Genau, ich meine das Eisen. Beginnen wir mit dem sonderbarsten Teil des Oberbaus, dem Schotter.

Was bezeichnen Sie als Schotter? Der Begriff wird an vielen Orten auch in abgeleiteter Form verwendet. Landläufig bezeichnet man loses Geröll als Schotter. Dass der hier beschriebene Schotter nur Ansatzweise dieser Vorstellung entspricht, können Sie vergessen. Schotter kommt aber auch vor, wenn man von Geld spricht. Hier ist der Begriff zwar sehr selten, er wird aber verwendet. Besonders dann, wenn jemand viel Schotter besitzt.

Schotter ist richtigerweise gebrochener Stein. Er wird auch im Strassenbau als Unterlage verwendet und kommt auf speziellen Anlagen sogar als Deckbelag zur Anwendung. Bei der Eisenbahn ist der Schotter ein wichtiger Baustoff, der hohen Qualitätsansprüchen genügen muss. Fabriziert wird Schotter in Steinbrüchen, wo er mit Hilfe von schweren Maschinen aus grossen Steinen gebrochen wird. Soweit würde der hier beschriebene Schotter noch der landläufigen Meinung entsprechen.

Man bezeichnet den bei der Eisenbahn verwendeten Schotter auch als Gleisschotter. Als Gleisschotter ist nicht jedes Gestein geeignet und von Geröll ist er auch sehr weit entfernt. Für den Gleisschotter werden harte schwer zu brechende Gesteine verwendet. Gut geeignete Gesteine sind Basalte oder Granite, die sehr hart und stabil sind. Nicht verwendet werden Sand-, oder Kalksteine, da es sich hier um so genannte Sedimentgesteine handelt.

Ebenso ist die Grösse der einzelnen Steine klar geregelt. Jetzt entfernen wir uns entscheidend vom Geröll. Bei Gleisschotter kommen nicht mehr unterschiedliche Steine vor. Das heisst, im Steinbruch muss der Schotter mit speziellen Sieben aufgeteilt werden. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Körnung. Die beim Gleisschotter verwendete Körnung ist 22/63. Damit werden die Gesteinsabmessungen definiert.

Gleisschotter wird auf Grund des speziellen Materials nur an vereinzelten Orten in den gebirgigen Regionen der Schweiz hergestellt. Besonders die alpinen Gebirge sind reich an Graniten. So werden Züge mit Gleisschotter oft über weite Distanzen geführt. Dank diesen gut geeigneten Gesteinen werden auch in wirtschaftlich schwachen Zonen Arbeitsplätze geschaffen. Ach, Sie möchten ein paar Beispiele lesen.

Schotterzüge verkehren oft von Bahnhöfen wie Schwyz, Flüelen oder Altdorf. Gerade diese Gegenden werden oft für neue Strecken berücksichtigt. So kommt der Gleisschotter, der zwischen Rothrist und Mattstetten eingebaut wurde, aus Altdorf. Noch deutlicher zeigt das aber die NEAT. Für die ersten Gleisanlagen im Raum Bodio wird der Schotter über den Gotthard transportiert und kommt ebenfalls aus einer der oben genannten Gegenden.

Bis jetzt haben wir den eigentlichen Schotter kennen gelernt. Dieser wird nun zu einem Schottbett aufgebaut. Dieses Stotterbett ist letztlich der Teil, der auf dem Unterbau aufliegt. Oft werden jedoch zwischen Schotter und Unterbau auch noch einige Schichten mit feinerem Material eingetragen. Das Schotterbett hat die Aufgabe das zum Schluss verlegte Gleis zu stabilisieren und ihm auch ein bisschen Beweglichkeit zu geben.

Das hört sich jetzt vielleicht wie ein Widerspruch an. Dennoch stimmt es, fachlich spricht man davon, dass ein Schotterbett atmet. Durch die verwendeten Bruchsteine erhält es die idealen Voraussetzungen dafür. Die Dicke, also die Höhe des Schotterbettes, ist von der Strecke abgängig und kann bis zu einem halben Meter betragen.

Trotz den losen Steinen wird aus dem Gleisschotter ein sehr stabiles Bett für das Gleis erstellt. Durch spezielle Normen wird zudem festgelegt, wie die Seiten eines Schotterbettes auszusehen haben. Damit werden klare Vorgaben an die Stabilität gemacht. Das heisst, ein Schotterbett ist keineswegs ein zufällig aufgeschütteter Haufen Gestein.

Im Schotterbett werden auch die Überhöhungen in den Kurven berücksichtigt. Diese Überhöhungen sind schräg gegen die Innenseite vertiefte Zonen. Dadurch wird letztlich die äussere Schiene leicht höher verlegt, als die innere Schiene. Dank dieser Massnahme können Züge schneller um Kurven fahren, als das ohne die Überhöhung der Fall wäre. So legt sich, etwas überrissen dargestellt, ein Zug wie ein Motorradfahrer in die Kurven.

Betrachten Sie die Kurven der Eisenbahnen etwas genauer. Diese sind immer mit dieser Überhöhung versehen. Besonders gut geeignet sind da Bahnhöfe, die in Kurven liegen. Aber auch auf der freien Strecke lassen sich diese Überhöhungen leicht erkennen. Bedenken Sie dabei jedoch immer, ohne diese Überhöhung könnte das Schotterbett die entstehenden Kräfte nicht mehr aufnehmen, es käme zur Entgleisung.

Man kann es einfach sagen, denn nahezu sämtliche Abschnitte sind mit einem Schotterbett versehen worden. Die nebensächlichen Eigenschaften des Schotterbettes machen es gegenüber der später beschriebenen festen Fahrbahn um einiges besser. Das Schotterbett ist sehr leise und lässt sich sehr gut ausrichten. Wie gut ein Schotterbett ist, lässt sich daran messen, dass die Weltrekorde auf Strecken mit Schotterbett aufgestellt wurden.

Auch wenn man es nicht sehen kann, in Bahnhöfen sind identische Schotterbette vorhanden. Da deren Höhe aber keine vernünftige Arbeitshöhe erlaubt, wird das Schotterbett zwischen den Geleisen bis zur Schienenunterkante aufgefüllt. Das Schotterbett verschwindet in der Folge unter den Gehwegen. Seine Aufgaben kann es dadurch aber weiterhin aufnehmen.

Das Schotterbett besitzt einen weiteren für die Umwelt bedeutenden Vorteil. Die entstehenden Verschmutzungen, die aus Schwermetallen und Schmiermittel bestehen können, werden im Schotterbett zurück gehalten. Deshalb färbt sich das Schotterbett mit der Zeit immer mehr von grau über rötlich braun bis zu dunkelbraun. Die Färbung kommt von den Schwermetallen, die sich im Schotterbett ablagern.

Trotz aller Vorteile hat das Schotterbett einen wesentlichen Nachteil. Es ist anfällig auf die natürlichen Einwachsungen. Das heisst, mit der Zeit wachsen erste Gräser aus dem Schotterbett und füllen die wichtigen Hohlräume mit Humus auf. In der Folge wird das Schotterbett instabil und kann seine Aufgabe nicht mehr wahrnehmen. Früher bekämpfte man diese Gräser mit der Giftkeule und speziellen dafür gebauten Wagen. Mittlerweile wurden die Baumethoden massiv verbessert, so dass diese Probleme reduziert werden konnten. 

Man erkannte zudem, dass der Einwuchs, wie auf dem obigen Bild, immer zuerst von der Seite erfolgte. In der Folge verbesserte man die seitlichen Abschlüsse des Schotterbettes. In besonders gefährdeten Stellen wurden neben dem eigentlichen Trassee Stellwände angebracht. Diese sollen verhindern, dass die Gräser das Schotterbett zu schnell erreichen können. Sie bieten eine natürliche Barriere.

Von Zeit zu Zeit wird das Schotterbett ausgewechselt. Die mit Bremsstaub und Schmutz verunreinigten Steine werden, wie die gebrochenen Exemplare, herausgefiltert und durch neue Steine ersetzt. Die entfernten Steine werden nachträglich mit speziellen Bakterien gereinigt und können danach wieder in Nebengeleisen verwendet werden. Auf den Strecken wird ausschliesslich neuer Schotter verwendet.

Ein zu schwach gestaltetes Schotterbett neigt dazu, zu Gleisverwindungen zu führen. Dabei rutscht ein Teil des Schotterbettes weg und senkt sich. Die Gleislage wird dadurch nicht mehr stabil. Es sackt deshalb ebenfalls ein. Mit Hilfe von modernen Maschinen konnte man diese Verwindungen in den Griff gekommen und so die Gefahr für schnell fahrende Züge reduzieren.

Gerade bei Erneuerungen des Schotterbettes sind aber solche Gleisverwindungen zu erwarten. Diese Abschnitte müssen aber durch die Fahrzeuge befahren werden, die den noch fehlenden Schotter zuführen. Deshalb sind diese Fahrzeuge speziell an diese Gleisverwindungen angepasst worden. Man kann aber auch eine Strecke bauen, ohne dass man mit Gleisverwindungen rechnen muss. Dazu verwendet man jedoch feste Fahrbahnen.

Besonders in modernen Tunnelstrecken kommen immer mehr feste Fahrbahnen zur Anwendung. Der Vorteil bei dieser Art des Oberbaus ist der verschwindend geringe Unterhalt. Doch, wie müssen Sie sich diese feste Fahrbahn denn vorstellen. Ganz einfach, es ist im Grunde einfach eine Betonplatte, die mit den Halterungen für das Gleis versehen wurde.

So einfach das klingt, ist es aber auch wieder nicht, denn die festen Fahrbahnen haben sich im Lauf der Jahre immer weiter entwickelt und so kann hier nicht von einer einfachen Gestaltung gesprochen werden. Gemeinsam ist aber bei allen Arten, dass das Gleis auf einer Art Betonplatte verbaut ist. Diese ersetzt einfach das Schotterbett.

Vielleicht sind Sie nun überrascht, wenn ich Ihnen erkläre, dass die feste Fahrbahn schon sehr alt ist und dass Sie vor Ihrer Nase eingesetzt wird. Hat es in Ihrer Nähe eine Strassenbahn? Genau, diese in den Strassen verkehrenden Bahnen haben Ihre Schienen ja in der Strasse verlegt. Dabei handelt es sich um eine feste Fahrbahn. Unter dem Gleis befindet sich kein Schotterbett, sondern das Gleis liegt auf dem Unterbau der Strasse.

Gerade hier werden spezielle Schienen mit Spurstangen verwendet. Dieses Gleis wird auf der Strasse verlegt und so weit wie möglich fixiert. Jetzt werden die verbliebenen Zwischenräume mit dem normalen Strassenbelag aufgefüllt. Übrig bleiben dann nur noch zwei stählerne Rillen, die in der Strasse verlaufen. Fertig ist die älteste feste Fahrbahn, die es gibt.

Bei den Vollbahnen kamen die festen Fahrbahnen erst viele Jahre später. Hier werden die festen Fahrbahnen normalerweise nur in Tunnels verwendet. Der Einbau erfolgt hier etwas anders. Trotzdem, es gibt auch hier zwei grundlegende Varianten. Eine Variante arbeitet mit einem normalen Gleis, das einfach in speziellen Befestigungen gehalten wird.

So kann das Gleis mit samt den Schwellen ausgewechselt werden. Nur, hat diese Version den Nachteil, dass eben dieses Gleis noch benötigt wird. Es lag deshalb auf der Hand, auch gleich die Schwellen in dieser Betonfahrbahn zu vergiessen. Jetzt hat die feste Fahrbahn den kompletten Oberbau und einen Teil des Gleises übernommen.

In besonderen Anlagen, so zum Beispiel auf langen Brücken, kommen feste Fahrbahnen ohne Schwellen zur Anwendung. Da diese Fahrbahnen eine ebene Fläche besitzen, können darauf auch Rettungsfahrzeug verkehren. So ist eine schnelle Rettung auch auf langen Brücken möglich. In langen Tunnel ist dies jedoch nicht so wichtig, da dort mit speziellen Schutzmassnahmen gearbeitet wird.

Nun, vielleicht haben Sie sich nun gefragt, warum denn feste Fahrbahnen nicht auch auf offenen Strecken verbaut werden. Der Grund liegt bei den Kosten. Eine feste Fahrbahn ist viel teurer als ein Schotterbett. Der Grund liegt bei den hohen Kosten für den Bau. Die speziellen Maschinen sind einfach zu teuer in der Anschaffung.

Jedoch spricht ein ganz anderer Grund gegen die feste Fahrbahn. Da das Gleis keinerlei Dämpfung besitzt, werden sämtliche Vibrationen auf den Boden übertragen. Das heisst, ein vorbeifahrender Zug würde in Ihrem Schrank die Gläser klirren lassen. Beim Schotterbett passiert das zwar auch, aber wesentlich geringer. Die feste Fahrbahn wird dadurch auch viel lauter, als das Schotterbett.

Obwohl es eigentlich auch noch zum Oberbau gehört, erhält das Gleis hier einen eigenen Abschnitt. Vielleicht ist es Ihnen aufgefallen, das Teil wird in der Schweiz und in Deutschland nicht gleich ausgesprochen. Während sich in der Schweiz der Begriff Gleis hartnäckig hält, spricht man beim nördlichen Nachbar von einem Geleise. Ausser den sprachlichen Unterschieden gibt es keine wesentlichen Differenzen.

Ich bin in der Schweiz und bleibe deshalb beim Gleis, seien Sie aber nicht überrascht, wenn ab und zu ein Geleise heraus rutscht. Die Schweizer benutzen ab und zu auch Deutsche Begriffe. Das heisst aber nicht, dass wir unsere eigene Sprache nicht pflegen, deshalb ist hier vom Gleis die Rede.

Schuldig bin ich Ihnen nun nur noch die Erklärung, was denn ein Gleis sei. Als Gleis bezeichnet man die Verbindung von Schwellen und Schienen. Was das genau ist, erfahren Sie in den nächsten Abschnitten. Hier geht es noch ums Gleis. Um es etwas anders auszudrücken, Sie sehen im Bahnhof in der Regel ein Gleis. Ab und zu liegen auch noch ein paar Schwellen und Schienen herum.    

Wir sind nun bei einer Eigenschaft des Gleises angekommen. Es ist nicht immer gleich aufgebaut. Einen wesentlichen Unterschied bildet die Spurweite. Mit der Spurweite wird der Regelabstand der Schienen angegeben. Diese Abstände sind in mehreren festen Grössen festgelegt worden. Jedes Land kann aber in einem gewissen Bereich Abweichungen zulassen.

Klingt etwas komisch, ich weiss. Nur, stellen Sie sich einmal vor, die Geleise der DB haben einen genormten Abstand, den man Normalspur nennt. Jetzt kommt die Schweiz und behauptet, diese sei bei ihnen grösser. Kling nicht logisch, denn alle Lokomotiven verkehren ja in beiden Ländern. Das ist aber so. Der Grund liegt bei den in der Schweiz häufigen engen Kurven.

Doch, es wird nun Zeit, sich ein paar Gedanken über diese Spurweite zu machen. Damit Sie ein Bild davon bekommen, füge ich eine Tabelle mit ein paar weltweiten Spurweiten ein. Da diese Liste nicht komplett ist, entschuldige ich mich bei allen, die eine andere Spurweite kennen, denn es gibt sehr viele Spurweiten.

Sie sehen, alleine in der Schweiz kommen hier vier verschiedene Spurweiten zur Anwendung. Wobei das noch längst nicht alle sind. Sie können sich nun sicher vorstellen, dass man in der Welt viele Spurweiten findet. Trotzdem spricht man nur von vier unterschiedlichen Spurbreiten. Das sind Breitspur, Normalspur, Kapspur und die Schmalspur. Diese Regelnormen bestehen. Gerade die Schmalspur beweisst aber, dass man sich bei speziellen Netzen nicht zwingend daran halten muss.

Besonders auf der Iberischen Halbinsel gab es zudem eine Anpassung, damit man mit den Fahrzeugen aus Portugal und Spanien in beiden Ländern verkehren konnte. Gerade die Schmalspurbahnen in der Schweiz sind trotz einem Meter Spurweite davon noch weit entfernt. Der Grund liegt bei den später beschriebenen Rädern. Hier behandeln wir nun die Schwellen.

Schwellen gibt es ebenfalls überall. Besonders in Bächen sorgen künstlich eingebaute Schwellen für die Anreicherung mit Sauerstoff. Diese Schwellen bestehen oft aus einfachen quer zur Flussrichtung eingelegte Holzbalken. Solche Schwellen gibt es auch bei der Eisenbahn. Wobei hier natürlich nichts zurückgehalten und mit Sauerstoff angereichert wird.

Die Eisenbahn benutzt Schwellen um die Spurweite zu fixieren und um die auftretenden Kräfte ausgeglichen auf das Schotterbett zu übertragen. Sie werden quer zur Fahrrichtung eingebaut. Die vom Fahrzeug auf die Schiene übertragene Kraft, wird durch diese auf die Schwelle übertragen. Durch die Grosse Auflagefläche der Schwelle wird diese Kraft auf diese Fläche verteilt und so ins Schotterbett und damit in den Oberbau übertragen.

Durch die Anordnung der Schwelle wird die zulässige Meterlast festgelegt. Die Meterlast gibt dabei an, auf welche Länge welches Gewicht zugelassen ist. Damit man diese Werte vergleichen kann, gelten die Gewichtsangaben pro verlegtem Meter Gleis. Diese Meterlast hängt direkt von Abstand der Schwellen ab. Je näher diese liegen, desto grössere Kräfte können die Schwellen ins Schotterbett übertragen.

Diese Meterlasten werden mit Zahlen in einem speziellen an den Fahrzeugen angebrachten Raster bekannt gegeben. Diese Raster gibt es vor allem bei Güterwagen, da alle anderen Fahrzeuge entweder feste Gewichte oder nur leicht gebaut sind. In den Unterlagen spricht man in diesem Zusammenhang von Streckenklassen. Diese bestehen aus Meterlast und maximaler Achslast. Die Achslast hängt jedoch nicht von den Schwellen ab.

Wie Sie feststellen können, gibt es nur vier Klassen. Diese betragen zwischen 5 und 8 Tonnen pro Meter. Überschreitet ein Fahrzeug diesen Wert nur um eine Tonne, gilt bereits den nächst höhere Wert. Bei 8 Tonnen pro Meter ist die aktuelle Grenze erreicht, diese darf nicht überschritten werden. Das heisst, ein Fahrzeug mit 80 Tonnen Gewicht muss mindesten 10 Meter lang sein. Wie knapp das sein kann, zeigt sich bei vereinzelten Güterwagen, die bei einer Länge von 12 Meter 90 Tonnen schwer sein können.

Da heutige Strecken in den meisten Fällen für 8.0 Tonnen Meterlast ausgelegt wurden, gibt es kaum mehr Probleme mit den Meterlasten. Vor Jahren war das jedoch noch anders. So gab es diesbezüglich bei den SBB mit einer Lokomotive Probleme. Diese Lokomotive, eine Ae 4/7 Serie musste deshalb künstlich um ein paar Zentimeter verlängert werden. Dazu verwendete man einen Balken aus Eichenholz. Eichenholz soll unser Stichwort sein, denn wir kommen nun zu den einzelnen Schwellen.

Holzschwelle: Die älteste Variante der Schwelle ist die klassische Holzschwelle. Zur Zeit des Bahnbaus wurden fast nur solche Schwellen eingebaut. Dass dafür ganze Wälder geopfert wurden, ist kein Gerücht, sondern entspricht leider den Tatsachen. Verwendet wird für diese Schwellen meistens Buchen- oder Eichenholz. In der Not behalf man sich früher aber auch mit anderen Hölzern. Mit den Jahren erkannte man aber, dass die Schwellen aus Buche oder Eiche länger verwendet werden konnten.

Damit die Lebensdauer dieser Schwellen möglichst lange Zeit bestand hatte, wurden die Schwellen imprägniert. Das heisst, man tauchte die fertigen Schwellen in ein Tauchbad und presst mit hohem Druck das Imprägnierungsmittel in die Schwelle. Anfänglich verwendete man dazu einfachen Teer. Es zeigte sich aber, dass Teer für diesen Einsatz nicht geeignet war, deshalb entwickelte man spezielle Imprägnierungsmittel.

Obwohl Teer gute Eigenschaften aufweisen konnte, kommt er nicht mehr zur Anwendung. Zwar wirkte Teer wie gewollt für Bakterien und Pflanzenkeime abtötend, jedoch wurde er bei grosser Hitze verflüssigt. In der Folge trat er aus der Schwelle aus. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von schwitzen. Die gelegentlich aus den Dampflokomotiven austretenden Funken entzündeten dann den Teer.

Daneben gilt Teer als gesundheitsschädlich und stellt so eine Gefahr für die Arbeiter dar, die mit diesen Schwellen arbeiten müssen. Deshalb verschwinden geteerte Schwellen immer mehr aus dem Bereich der Eisenbahn. Haben Sie schon einmal einen Garten gesehen, bei dem alte Eisenbahn-Schwellen aufgestellt sind. Genau, dort können immer noch geteerte Schwellen Verwendung finden. Diese müssten aber fachgerecht entsorgt werden, gelten Schwellen doch als Sondermüll.

So antik Holzschwellen auch sein mögen, sie sind immer noch die besten Schwellen, die es gibt. Holzschwellen sind sehr stabil, gelten als leise und nehmen auch bei Entgleisungen kaum Schaden. Deshalb kommen Holzschwellen meistens im Bereich von Weichen zum Einsatz. Noch heute gelten Holzschwellen als gut. Sie gehören einfach zu den teuersten Schwellen.

Einen Nachteil haben Holzschwellen aber. Sie geben seitlich nur bedingt eine gute Stabilität. Das heisst, das Gleis droht bei grosser Hitze seitlich auszubrechen. Gerade bei langen verschweissten Abschnitten stellen sich so Probleme ein. Dieses Manko kann man aber mit speziellen Stahlklammern eliminieren. Der Einbau wird dabei jedoch aufwändiger.

Nicht vergessen darf man, dass Holz brennbar ist. Daher ist die Holzschwelle auch sehr anfällig für Brände. Diese Brände können durch die Sonne mit einer Glasscherbe entstehen, oder aber durch die Schlacke einer Dampflok. Es gab schon durch verlorene Ladung Schwellenbrände. Daher ist es nicht gut, wenn Chemikalien, die zwar auf den ersten Blick harmlos aussehen, auslaufen.

Betonschwelle: So ein unfreundlicher Baustoff Beton auch ist, er ist für Schwellen sehr gut geeignet. Die Schwelle kann in beliebigen Grössen und Formen gegossen werden. Da Beton zudem ähnliche Eigenschaften hat wie Stahl passt eine Betonschwelle gut zum Gleis. Die Betonschwellen sind auch billig in der Herstellung und helfen so die Kosten zu senken.

Betonschwellen sind schon recht alt. Anfänglich galten sie als recht problematisch und wurden immer wieder durch Holzschwellen ersetzt. Der Grund lag bei der anfänglichen Leichtbauweise. Die Betonschwellen wurden mit einem Stahlträger versehen und bestanden im Grunde nur aus zwei Betonklötzen für die Befestigung der Schienen. Diese Schwellen waren aber zu leicht geraten und konnten so die auftretenden Kräfte nur sehr schlecht ans Schotterbett übertragen. Die Schwellen überzeugten nicht und werden deshalb wieder ausgebaut.

Man überdachte das Konzept mit den Betonschwellen. Neue Betonschwellen sind ähnlich gestaltet wie Holzschwellen und der Betonkörper ist durchgehend. Somit können Betonschwellen mittlerweile grössere Kräfte auf das Schotterbett übertragen als Holzschwellen. Dazu noch der kleinere Preis, die Holzschwelle könnte ihr Ende gefunden haben.

Ein weiterer Vorteil ist, dass man bei Betonschwellen die Vibrationen mit geeigneten Massnahmen dämpfen kann. So kommen mittlerweile auch im Bereich von Weichen Betonschwellen zum Einsatz. Trotz aller Vorteile, die der Baustoff Beton bietet, hat diese Schwelle einen Nachteil, denn sie wird bei Entgleisungen oft sehr schnell beschädigt und muss ausgewechselt werden.

Stahlschwelle: Auch Stahl kann zum Bau von Schwellen verwendet werden. Dabei wird einfach ein Stahlträger in Form eines U verwendet. Die beiden Flanken sind jedoch nicht so hoch. Die Stahlschwelle erhält dadurch eine gute Stabilität. Da sie seitlich ebenfalls nach unten gebogen wird ist auch die seitliche Stabilität gesichert.

Stahlschwellen kommen auf Strecken und in Bahnhöfen zur Anwendung. Auf Strecken werden sie vor allem auf Abschnitten mit vielen Kurven verwendet. Durch die gute seitliche Stabilität können so gute Festigkeiten erreicht werden. So wird es ohne grossen Aufwand möglich, die Schienen zu verschweissen.

Da Stahlschwellen nur eine geringe Materialdicke aufweisen, müssen diese mit speziellen Befestigungen versehen werden. Einen weiteren Nachteil ist, dass sich die Stahlschwelle bei Entgleisungen verbiegen kann. So verändert sich die Spurweite und das Gleis kann nicht mehr befahren werden. Es gibt jedoch noch eine weitere Form der Stahlschwelle.

Y-Schwelle: Die Y-Schwelle erhält ihren Namen vom Aussehen der fertigen Schwelle. Hier werden massive Stahlträger verwendet. Die zu einem Y verschweisst werden. Dadurch wird eine grosse seitliche Stabilität erreicht. Die übertragbaren Lasten sind wegen der Träger auch sehr hoch.

Bei der Y-Schwelle kommen viele gute Eigenschaften an den Tag. Das damit ausgerüstet Gleis ist sehr ruhig und hat eine unübertroffene seitliche Stabilität. Gerade der letzte Punkt erlaubt es auch in engen Kurven die Schienen zu verschweissen. Deshalb werden diese Schwellen oft auf Strecken mit sehr engen Kurven verwendet.

Die Schwelle hat aber zwei grosse Nachteile. Um das Schotterbett zu verdichten können nur spezielle Baumaschinen verwendet werden. Deshalb ist der Einbau sehr teuer. Hinzu kommt, dass diese Schwellen in der Anschaffung auch einen höheren Preis haben, wie andere einfacher gestaltete Schwellen. Diese Gründe sprechen gegen diese sehr gute Schwelle.

Verwerfungen sind ein grosses Problem bei den Bahnen. Diese treten auf, wenn die Schwellen die seitlichen Kräfte nicht mehr übertragen können und sich dadurch verschieben. Dadurch entstehen enge Bögen und diese können für schnell fahrende Züge zum Problem werden. Sie treten hauptsächlich bei grosser Hitze auf und führen immer wieder zur Streckensperrungen. Der Grund liegt bei der Längenausdehnung der Schienen.

Mit Hilfe von Schienenstössen gleicht man Längenänderungen im Gleis aus. Diese Schienenstösse werden nach einigen Metern Schiene eingebaut und bestehen aus einem kleinen Luftspalt. Dieser wird im Sommer kleiner und ist im Winter grösser. Dank diesen Schienenstössen konnten Verwerfungen vermieden werden. Trotzdem waren sie nicht unbedingt gut für Schiene und Fahrzeuge.

Der Grund liegt daran, dass die Lücke im Gleis ein einsinken des Rades erlaubt. Dadurch entstehen auf die Schienen grosse Kräfte. Die Schiene wird dadurch an den Enden schneller beschädigt und musste immer wieder aufgearbeitet werden. Das heisst, die Schienenstösse führten zu einem erhöhten Aufwand. Es ist deshalb klar, dass man so wenige Schienenstösse wie möglich einbauen will. Durch die immer länger werdenden Schienen erhöhten sich aber die Kräfte auf die Schwellen, so dass man diese speziell gegen die Gefahr von Verwerfungen schützen musste.

Wir haben nun die Schwellen kennen gelernt. Sie wissen nun, dass es mehrere Typen gibt und dass jede davon berechtigt ist. So werden die ältesten Schwellen immer noch verbaut und sorgen so dafür, dass man immer noch Gleise mit Holzschwellen zu sehen bekommt. Schauen wir uns nun die Schienen und deren Befestigung an.

Wir sind bei den Schienen angelangt. Diese stehen in direktem Kontakt zu den Fahrzeugen. Das heisst, sie entscheiden darüber, ob die Kraftübertragung gut oder schlecht ist. Wie es der Name Eisenbahn schon sagt, bestehen Schienen aus Eisen. Das stimmt jedoch nur bedingt, denn normales Eisen würde den Belastungen nicht standhalten, deshalb kommen spezielle für diesen Zweck entwickelte Stahlsorten zur Anwendung.

Die Schienen sind auch entscheidend zur Bestimmung des maximalen Achsdruckes. In diesem Zusammenhang spricht man von Achslast. Diese Achslast bestimmt letztlich das verwendete Schienenprofil. Dazu kommen wir aber später. Jetzt wollen wir uns mit dieser Achslast genauer befassen.

Wie es der Name schon sagt, ist die Achslast, die Last, die auf einer Achse lastet. Das klingt logisch und ist es auch, denn die Achslast entscheidet, wie stark ein Stück Schiene belastet wird. Bei zu hoher Belastung könnte die Schiene wegknicken oder brechen. Beides hätte fatale Folgen. Deshalb legte man fest, wo welche Achslasten zulässig sind. Eine Tabelle soll uns hier weiterhelfen.

Sie haben gesehen, dass Achslasten mit Buchstaben angegeben werden. Das ist erforderlich, weil man in den Lastgrenzraster der Fahrzeuge immer die Werte für Achslast und Meterlast berücksichtigt. Ein entsprechend beladenes Fahrzeug darf die aufgeführte Streckenklasse befahren. Ist es zu schwer, gibt es dafür ein Verbot. Gerade die Kategorien D und E sind noch nicht überall zugelassen und werden in speziellen Listen aufgeführt. Damit Sie sich ein Bild machen können folgen hier die kompletten Streckenklassen.

Soweit gilt das für alle erdenklichen Schienen und Bahngesellschaften. Wichtige europäische Strecken sind für die Streckenklasse D4 freigegeben. Wann sich die Streckenklasse E ausserhalb von Skandinavien durchsetzen wird, ist noch fraglich. Wagen dazu gibt es bereits in ganz Europa. Verwendet wird die Streckenklasse E jedoch im Moment nur auf der Erzbahn zwischen Kiruna und Narvik, wo Wagen bis 100 Tonnen eingesetzt werden.

Wir wollen uns jetzt aber mit den im Lauf der Jahre verwendeten Schienenprofilen befassen. Diese waren anfänglich nicht immer gleich. Letztlich hat sich aber ein Typ durchgesetzt und wurde zur Universalschiene. Wir beginnen jedoch mit einer speziellen Schiene, die für Bergbahnen gedacht war, sich aber langfristig nicht durchsetzen konnte.

Doppelkopfschiene: Wie es der Name schon sagt, besitzt die Doppelkopfschiene zwei Schienenköpfe. Diese Schiene wurde bei der Eröffnung der Lötschbergbahn verwendet und kam dort viele Jahre zum Einsatz. Das Schienenprofil konnte dabei dank der speziellen Form mehrfach verwendet werden. Ein Bild soll uns etwas weiter helfen.

Wie Sie sehen können, ist die Doppelkopfschiene in einer speziellen Halterung montiert worden. Diese Halterung nennt man Schienenstuhl es fällt zudem weiter auf, dass die Schiene geneigt ist und es keine feste Verbindung zwischen Schiene und Stuhl gibt. Was man mit der Zeichnung jedoch nicht erkennen kann, ist, auf welcher Seite das Rad läuft. Doch betrachten wir das Ganze der Reihe nach.

Der Schienenstuhl besteht aus einem gegossenen Stahlteil. Er wird mit Hilfe von zwei Schrauben auf der Holzschwelle festgeschraubt. Wenn Sie die Grafik etwas genauer betrachtet haben, dann ist ihnen vielleicht der dünne Streifen Holzstoff aufgefallen. Dieser sorgt dafür, dass der Schienenstuhl auf der ganzen Fläche auf der unebenen Schwelle aufliegt.

Die Schiene wird in diesen Stuhl gelegt und mit Hilfe eines imprägnierten Holzstückes fixiert. Die Neigungen gegen die Innenseite des Gleises verhindert, das der Spurkranz an der Flanke läuft und so das Rad aufsteigen kann. Dank dieser Montage war es sehr leicht möglich, die Doppelkopfschiene schnell zu drehen. So montierte Schienen nennt man auch Stuhlschienen.

Aber warum wird die Schiene im Stuhl nur fixiert und nicht befestigt? Der Grund liegt beim Material und der Länge der Schiene. Diese muss sich je nach vorhandener Temperatur ausdehnen oder zusammenziehen können. Man nennt das auch Atmung. Bei einer fest montierten Schiene ginge das nicht ohne dass sich die Schwelle im Schotterbett bewegt. Dadurch würde aber letztere gelockert und die Stabilität des Gleises wäre nicht mehr gegeben.

Vignolschiene: Sie ist eine der häufigsten Schienenformen, die verwendet wird. Mittlerweile kommen solche Schienen nahezu ausschliesslich zur Anwendung. Der Schienenkopf ist mit einem schmalen Steg mit dem Schienenfuss verbunden. Die ganze Schiene wird in den entsprechend ausgerüsteten Herstellerwerken gewalzt. Die Einfachheit dieser Schiene verhalf ihr zum Durchbruch.

Das Gewicht der Vignolschiene entscheidet letztlich auch, welche Achslasten zulässig sind, denn der Steg muss die auftretenden Kräfte auf die Schwelle und das Schotterbett übertragen. Damit diese Schienen optimal auch für jeden Zweck angepasst werden können, gibt es sie in zwei grundlegenden Bauarten. Man spricht somit von der leichten und der schweren Vignolschiene. Leichtere Schienen kommen eher bei schmalspurigen Bahnen zur Anwendung.

Die schweren Vignolschienen sind für die Hauptbahnen gedacht und lassen wesentlich höhere Kräfte zu. Während es bei der leichten Vignolschiene fünf Gewichtsklassen zwischen 6.75 und 19.80 Kilogramm pro Meter gibt, sind die schweren Vignolschienen zwischen 30.03 und 64.72 Kilogramm pro Meter schwer und in 11 Grössen erhältlich. Da mittlerweile die schmalspurigen Bahnen auch schwere Schienentypen verbauen, gibt es die leichten Vignolschienen bald nicht mehr.

Auch die schweren Schienentypen wurden auf 8 Grössen beschränkt. Das soll aber nicht heissen, dass in Zukunft nicht wieder neue schwerere Schienen entwickelt werden und so die Fahrzeuge noch schwerer werden können. Die Entwicklung diesbezüglich ist sicherlich noch nicht abgeschlossen. Ein Vergleich zweier Fahrzeuge soll Ihnen etwas weiterhelfen. Die Ce 6/8 II stand mit 142 Tonnen auf 8 Achsen. Die neuen Lokomotiven für die Erzbahn zwischen Kiruna und Narvik wiegen 150 Tonnen und stehen auf 6 Triebachsen.

Dank dem flachen Fuss steht die Vignolschiene stabil und kann deshalb viel leichter verbaut werden. Beim Bau stellt man die Schiene auf die Schwelle, richtet sie aus und schraubt sie fest. Nein, nicht so wie Sie dachten, die Vignolschiene wird auch nur auf der Schwelle fixiert und lässt sich in Längsrichtung verschieben. Anfänglich wurden die Schienen auch nur genagelt. Spezielle Schienennägel mit angepassten Köpfen wurden in die Holzschwelle getrieben.

Moderne Gleise werden nicht mehr genagelt. Es kommen spezielle bereits in der Werkstatt auf den Schwellen montierte Montageeinrichtungen zur Anwendung. Diese erinnern an den bei der Doppelkopfschiene benötigten Schienenstuhl. Sie kann jedoch viel einfacher gestaltet werden und richtet die Schiene ebenfalls schräg nach innen aus. Befestigt werden die Schienen hier mit speziellen Klammern, die auf der Montageeinrichtung festgeschraubt werden.

Es gilt aber auch hier, dass die Schiene nicht auf der Schwelle festgeschraubt wird. Diese Schiene kann auch hier in der Befestigung rutschen und sich so in der Länge verändern. Deshalb können Sie sich merken, dass eine Schiene nie fest in der Schwelle montiert wird. Sie kann sich einfach nicht seitlich bewegen und auch nicht umfallen.

Rillenschiene: Bei Strecken mit festen Fahrbahnen kommen unter anderem Rillenschienen zur Anwendung. Für Sie wohl am bekanntesten sind da die Strassenbahnen. Bei der Schiene handelt es sich um ein spezielles Schienenprofil, das speziell für Bahnen in Strassen entwickelt wurde. Dank der Rillenschiene konnte der Aufwand für den Bau solcher Strecken massiv reduziert werden. Auf offenen Strecken kommen Rillenschienen selten zur Anwendung.

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Die Rillenschiene besteht aus dem Schienenkopf, der eine spezielle Rille enthält. Das Ganze steht auf einem schmalen Steg. Dieser wiederum ist mit einem breiten Fuss verbunden. Die ganze Schiene wird im Schienenwerk aus dem flüssigen Eisen gewalzt und ist so fertig erhältlich. Durch die Walzung werden die Materialen zusätzlich verfestigt. Rillenschienen gibt es in 8 verschienen Grössen mit Gewichten von 51.43 bis 66.80 Kilogramm pro Meter.

Die Befestigung der Rillenschiene erfolgt auf die gleiche Weise, wie das schon bei der Vignolschiene der Fall war. Im Grunde entspricht die Rillenschiene auch der Vignolschiene. Sie hat nur einen geänderten Schienenkopf. Dank dieser nahen Verwandtschaft, können in grossen Massen hergestellte Befestigungsmittel verwendet werden. Dies spart Kosten und verbilligt so den Unterhalt. Deshalb werden auch Rillenschienen nur fixiert, jedoch nicht festgeschraubt.

Wir haben nun unser Gleis fertig montiert, dieses auf das Schotterbett gelegt und sind eigentlich fertig. Noch nicht ganz, denn das Gleis wird nicht nur auf das Schotterbett gelegt, sondern die Schwellen werden ins Schotterbett eingelassen. Erst so erhält unser Gleis die notwendige Stabilität und Festigkeit, die es für den langfristigen Einsatz benötigt.

Hatten wir bisher nur die einfachen Bereiche betrachtet, kommen nun die speziellen Einrichtungen des Gleises. Ich spreche von den Punkten, wo die freie Strecke aufhört und es in einen Bahnhof geht. Wir kommen deshalb nun zu den Weichen. Diese Weichen werden gleich eingebaut wie ein normales Gleis und bestehen aus den gleichen Materialen, doch sie haben eine ganz wichtige Aufgabe, doch nun mehr dazu.

Weichen sind Bereiche in den Gleisen, die eine Verzweigung des Schienenweges zulassen. Bevor wir uns nun mit den einzelnen Weichen befassen, müssen wir einmal den Namen klären. Der Mensch neigt dazu immer die einfachste Lösung zu suchen. So leitet er aus dem Begriff Weiche einfach ab, dass es ein weiches Bauteil sein muss. Das stimmt so natürlich nicht, denn Weichen sind mitunter sogar härter als normale Gleise.

Kommen wir aber zum Verkehr, dann sind wir der Sache schon sehr viel näher. Mögen Sie sich noch an die Fahrschule erinnern? Nicht, dann möchte ich Ihre Erinnerung testen. Was meinte der Experte, als er Ihnen sagte, dass Sie ausweichen sollen? Genau, er meinte, dass Sie sich nicht mit dem entgegenkommenden Lastwagen anlegen sollten und diesem den Platz freigeben. Sie weichen aus.

Genau diesen Effekt besorgen diese Verzeigungen im Gleis, sie sorgen dafür, dass sich die Züge aus dem Weg gehen. Sie weichen aus. So lag es nur auf der Hand, dieses Bauteil auch Ausweiche zu nennen. Da dies aber verwirren könnte, kürzte man das Teil und kam zur Weiche. Mit der Zeit wurden diese einfachen Weichen zu immer komplizierteren Bauteilen. Somit gibt es viele Gründe, sich mit den einzelnen Weichen genauer zu befassen. Beginnen wir doch mit der einfachsten Form.

Standardweiche: Es ist die einfachste aller Weichen, die Standardweiche. Hier ist alles noch sehr übersichtlich, deshalb benutzen wir auch diese Weiche um die einzelnen wichtigen Bauteile zu betrachten. Doch bevor wir das tun können, benötigen wir einen optischen Hinweis, was denn als Standradweiche gilt. Bitte hier ist er.

Bevor wir uns nun um die einzelnen Teile, die wir hier erkennen können kümmern, müssen wir eine Richtung festlegen. Ich könnte ja nun sagen, die Weiche habe vorne und hinten. Nur, dann kämen Sie und würden behaupten, das mein hinten Ihr vorne ist und schon sind Probleme da. Wir müssen uns einen anderen Weg suchen. Am Besten bedienen wir uns bei der Natur, die hat sicher etwas, das uns weiter hilft.

Ich finde, der Baum passt da ganz gut. Dabei bin ich nicht der Einzige, denn alle Fachleute finden am Baum gefallen. Nur stellt sich nun die Frage, welche Teile vom Baum wir nehmen. Wie wäre es mit Wurzel und Spitze? Die Wurzeln eines Baumes sind mehrfach verzeigt und enden schliesslich im Stamm. Wenn wir die Weiche betrachten vereinigen sich zwei Gleisstücke zu einem. Was liegt näher, als diese Seite Wurzel zu nennen.

Fehlt noch die andere Seite, die Spitze genannt wird. Nur, warum verwendet man nicht den Stamm? Ganz einfach, dieser wurde schon für das anschliessende Gleis verwendet, so dass sich hier die Spitze anbot. Sie können sich das einfach merken, denn die Spitze ist das spitzige Ende der Weiche. Soweit klar? Schauen wir uns die Weiche von der Spitze aus an und kommen zum Schluss zur Wurzel.

Die Weichenzungen sind die beweglichen Teile einer Weiche. Hier stimmt das noch, aber besondere Weichen folgen nachher. Die beiden Zungen haben den Auftrag das Rad nach der richtigen Richtung zu lenken. Die Weiche beginnt genau dort, wo die Spitzen der Zungen die normalen Schienen berühren. Die Zunge liegt entweder an der Schiene an oder nicht. Wenn man sich das genau betrachtet, erkennt man, dass die Weichenzunge unter dem Schienenkopf beginnt.

Weichenzungen sind speziell gefertigte und präzise Bauteile. Sie müssen genaue Normen einhalten. Stimmen diese Normen, die Winkel und Flächengrössen regeln, nicht, kann das Rad der Zunge nicht folgen und entgleist. Besonders die Weichenzungen sind einem hohen Verschleiss unterworfen, denn hier wird dem Rad die neue Richtung vorgegeben.

Für die optimale Bewegung der Weichenzungen sorgen die Antriebe mit dem Weichenverschluss. Es kommen in der Schweiz zwei unterschiedliche Typen zur Anwendung. Man nennt sie Spitzen- oder Klinkenverschluss. Wie diese Verschlüsse genau funktionieren überlassen wir den Profis. Wir betrachten nur die grundlegende Funktion.

Wird die Weiche umgeschaltet, bewegt sich zuerst die Zunge vom Gleis weg, erst dann wird die andere Zunge gegen das Gleis bewegt. Berührt die Zunge die Schiene, die auch Stockschiene genannt wird, hat die weggezogene Zunge bereits die neue Endlage erreicht. Noch ist aber die Umschaltung noch nicht abgeschlossen. Zum Schluss wird die Zunge noch mit hoher Kraft gegen die Schiene gepresst. Damit hat sie die notwendige Stabilität.

Man spricht bei einer Weiche von Ablenkung, wenn der Fahrweg gegen das gebogene Gleis führt. Gerade bei der Standardweiche gibt es hier einen grossen Unterschied. Kann der normale Zweig oft mit sehr hoher Geschwindigkeit befahren werden, gilt für den ablenkenden Zweig eine stark verminderte Geschwindigkeit. Die meisten normalen Weichen werden mit Geschwindigkeiten von 40 bis 60 km/h befahren. Es hängt oft von der geometrischen Lage der Weiche ab.

Im Grunde haben wir den wichtigsten Teil der Weiche schon kennen gelernt. Wie, etwas fehlt noch? Ach so, die beiden Schienen kreuzen sich irgendwann und da kommen doch Probleme auf uns zu. Sie haben Recht, dieses Teil ist für die Weiche auch sehr wichtig und stellt wirklich ein Problem dar. Betrachten wird deshalb diesen Punkt etwas genauer.

Die Kreuzung der beiden Schienen nennt man Weichenherz und das Bauteil ist das Herzstück. Es besteht aus Stahl sehr hoher Güte, denn Sie werden es kaum glauben, aber der Teil ist ebenso dem Verschleiss unterworfen wie die Weichenzungen. Dabei hat das Herzstück nur eine simple Aufgabe, es macht den Platz frei für den Spurkranz.

Diesen Platz unterbricht nun für das Rad die Lauffläche auf einem kurzen Stück. Durch die Toleranzen kann es passieren, dass das Rad kurz einsinkt und so auf der anderen Seite wieder angehoben wird. Die dabei auftretenden Kräfte sind sehr gross. Das Herzstück wird so stark abgenützt. Diese Abnützung ist sogar grösser, als jene der Weichenzunge. Das Herzstück wird jedoch in regelmässigen Abständen aufgeschweisst und so wieder normalisiert.

Es gibt aber noch ein Problem, denn das Rad ist für einen kurzen Moment nicht geführt. Das heisst, das Rad kann nach aussen gezogen werden. Die Folge ist dann, dass der Spurkranz statt seitlich anliegt, auf dem Schienenkopf steht. Das Rad kann nun nach aussen ab der Schiene rutschen. Die Folge ist dann eine Entgleisung. Die Gefahr ist so gross, das man sogar spezielle Massnahmen ergreifen muss.

Mit Hilfe von Fangschienen wird das Problem des Herzstückes eliminiert. Diese innen an der Stockschiene, also an dem durchgehenden Schienenstrang montiert, verhindert nur, dass sich das Rad, das hier ist, gegen das Herzstück bewegen kann. So wird gleichzeitig verhindert, dass das andere Rad auf dem Herzstück auflaufen kann. Auch die Fangschienen sind einem Verschleiss unterworfen und müssen regelmässig ersetzt werden.

So, wir haben nun die Standardweiche kennen gelernt. Alle hier erwähnten Bauteile kommen auch bei den anderen Weichen vor, deshalb war es wichtig, dass wir uns mit den Bauteilen befasst haben. Die nächste Weiche, die wir betrachten, ist eigentlich auch eine normale Weiche, nur ist sie für sehr hohe Geschwindigkeiten gebaut worden.

Schlanke Weiche: Wie schon erwähnt, schlanke Weichen sind normale Weichen, die nur in gewissen Bereichen Abweichungen besitzen. Diese Abweichungen machen aus ihr eine schlanke Weiche. Dabei müssen nicht zwingend höhere Geschwindigkeiten zugelassen sein. Doch schauen wir uns diese Unterschiede einmal an, dann folgen noch ein paar Worte zu den Geschwindigkeiten.

Im Gegensatz zu den Standardweichen besitzen schlanke Weichen oft mehrere Antriebe oder mehrere Verschlüsse. So wird erreicht, dass die Weichenzunge besser an der Stockschiene anliegt und so auch höhere Geschwindigkeiten zulässt. Besonders bei sehr schlanken Weichen können hier mehrere Antriebe eingebaut sein. Dadurch sind schlanke Weichen auch teurer als normale Weichen.

Oft kommen bei schlanken Weichen auch spezielle Herzstücke zur Anwendung. Diese Herzstücke sind beweglich und verhindern so, dass das Rad einen kurzen Moment nicht geführt wird. Diese Herzstücke sind demzufolge ebenfalls mit eigenen Antrieben ausgerüstet. Hier kann man auf Fangschienen verzichten. Diese werden jedoch meistens zur Sicherheit weiterhin verwendet.

Wie versprochen folgen nun ein paar Worte zu den erlaubten Geschwindigkeiten. Bei schlanken Weichen sind sehr oft hohe Geschwindigkeiten auch in ablenkender Stellung zugelassen. Die langsamsten schlanken Weichen können durchaus nur 60 km/h zulassen. Die meisten sind jedoch für viel höhere Geschwindigkeiten gebaut. Die schnellsten schlanken Weichen lassen auf Ablenkung eine Geschwindigkeit von bis zu 270 km/h zu. Diese Weichen sind dann jedoch mit sehr vielen Antrieben ausgerüstet und mehrere hundert Meter lang.

Bogenweiche: Ich habe mir lange überlegt, ob ich sie eigentlich erwähnen soll. Bogenweichen sind eigentlich Standard- oder schlanke Weichen. Sie liegen jedoch in einer Kurve und besitzen deshalb nur gebogene Zweige. Man unterscheidet Bogenweichen in Innenbogen- und Aussenbogenweichen. Bei der Innenbogenweiche sind beide Stränge in die gleiche Richtung gebogen. Demgegenüber verzweigt sich die Aussenbogenweiche mit beiden Strängen im Bogen und in unterschiedlicher Richtung.

Dreiwegweiche: Diese Weiche verzweigt sich in drei Stränge. Sie sind besonders bei Modellbahnern noch sehr beliebt, kommen aber im Original sehr selten vor. Dabei handelt es sich von der Geometrie her um normale Weichen. Eine Originalweiche finden Sie in Göschenen. Verlassen Sie doch mal den Zug der SBB und schauen sich den Bahnhof der MGB genauer an. Wer weiss, vielleicht werden Sie fündig.

Oft bezeichnet man Weichen als Dreiwegweichen, die gar keine sind. In besonders engen Fällen werden Weichen ineinander gebaut. Man spricht dann von verschränkten Weichen. Es handelt sich dabei wirklich um ganz normale Weichen, die nur ineinander verschachtelt sind.

Kreuzung: Wenn sich zwei Gleise durchschneiden spricht man von einer Kreuzung. Bei Kreuzungen gibt es nur zwei Herzstücke aber keine Weichenzungen. Eine Ablenkung ist hier nicht möglich. Es gibt bei den Kreuzungen feste und bewegliche Kreuzungen. Diese können mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten befahren werden.

Man kann aber diese Kreuzungen mit Weichen kombinieren. Dann spricht man von einer einfachen oder doppelten Kreuzungsweiche. Bei der einfachen Kreuzungsweiche können Sie die beiden verwendeten Weichen noch sehr gut erkennen. Viel interessanter ist aber die doppelte Kreuzungsweiche, denn hier gibt es zwei unterschiedliche Bauarten, die wir nun betrachten wollen.

Engländer: Richtigerweise müsste man hier von englischer Weiche sprechen. Abgekürzt bezeichnet man diese doppelte Kreuzungsweiche einfach als Engländer. Müsste man die Weiche auf kurze Weise erklären, wäre es eine doppelte Kreuzungsweiche mit innen liegenden Weichenzungen. Diese Weiche wurde hauptsächlich bei englischen Bahnen und deren Nachfolger eingebaut.

Durch die innen liegenden Weichenzungen lässt diese Weiche nur eine ablenkende Geschwindigkeit von 40 km/h zu. Der Grund liegt beim durch die Konstruktion vorgegebenen Radius. Speziell an der englischen Weiche ist, dass sie nur in einer Richtung befahrbar ist. Es können somit nie zwei unabhängige Fahrstrassen über diese Weiche eingestellt werden.

Diese Weiche benötigt nicht viel Platz und lässt sich auch an beengten Verhältnissen einbauen. Durch die komplizierte Konstruktion ist diese Weiche sehr teuer und kommt deshalb nur in Anlagen zur Anwendung, die solche Weichen benötigen. Das heisst hauptsächlich in Rangieranlagen oder in Güterbahnhöfen. Deshalb spielen auch die langsamen Geschwindigkeiten keine grosse Rolle.

Bäseler-Weiche: Nein, der Begriff Bäseler stammt nicht von der Stadt Basel. Sondern ist viel mehr auf den Konstrukteur dieser speziellen Kreuzweiche zurückzuführen. Man nennt diese Weiche auch Deutsche Weiche. Im Gegensatz zum vorher behandelten Engländer hat diese doppelte Kreuzweiche aussen liegende Zungen.

Diese Weiche hat jedoch den grossen Vorteil, dass sie auch mit viel höheren Geschwindigkeiten befahren werden kann. Das heisst, sie kommt auch bei schnelleren Anlagen zur Anwendung. Durch diese Tatsache wird die Weiche aber um einiges Länger als die Englische Weiche. Deshalb wird sie wirklich nur eingebaut, wenn es nicht anders geht.

Die Weiche hat dabei noch einen weiteren Nachteil. Die äusseren Herzstücke sind sehr kompliziert zu gestalten und daher sehr schwer und teuer. Der Grund liegt bei den drei möglichen Fahrwegen. Auch bedingt diese Weiche zusätzliche Sicherungen, da hier auch zwei feindliche Fahrstrassen möglich sind.

Vielleicht haben Sie schon einmal mit einer Eisenbahn den Gipfel eines Berges erklommen. Nicht, dann haben Sie vielleicht schon von Zahnradbahnen gehört. Haben Sie sich schon einmal gefragt, warum denn diese komische gezahnte Schiene benötigt wird? Das System Eisenbahn kann nicht unendlich steile Strecken befahren. Irgendwann können die Räder der Lokomotiven die Kraft nicht mehr auf die Gleise bringen.

Damit man diese steilen Strecken trotzdem meistern kann, benötigt man ein Zahnrad. Dieses muss wiederum in einer Zahnstange eingreifen. So zieht dieses Rad den Zug den Berg hoch. Auf der Talfahrt verhindert es, dass der Zug ins rutschen kommt und nicht mehr anhalten kann. Das Zahnrad ist somit eine reine Sicherheitsmassnahme.

Damit es nicht zu einfach wird, gibt es mehrere verschiene Zahnstangen. Jede für sich hat einen optimalen Bereich. Einige können bei sehr steilen Strecken eingesetzt werden. Wieder andere Zahnstangen benötigen zwei Zahnräder. Es wird deshalb Zeit, dass wir uns die schweizerischen Systeme genauer ansehen. Beginnen wird dabei mit dem ältesten System.

System Riggenbach: Nun, hat er oder hat er nicht? Beim System von Niklaus Riggenbach vermutet man, dass er sich am noch älteren System March orientiert hat. Böse Behauptungen sprechen sogar von einer Kopie. Die beiden Systeme sind dabei sehr ähnlich. Während man in Amerika gerne vom March System spricht, bevorzugen die Europäer das System Riggenbach.

Bei der Zahnstange nach Riggenbach handelt es sich um eine so genannte Leiterzahnstange. Das Zahnrad greift dabei in einen Steg ein, der zwischen zwei u-förmigen seitlichen Führungen eingepresst wurde. So war es möglich, die Zahnstange ohne grosse Arbeit zu nieten. Sie wurde somit zusammengebaut. Die Lokomotiven griffen mit einem Zahnrad in diese flach auf dem Boden liegende Leiter. Anfänglich konnte mit den Maschinen keine Weichen befahren werden. Erst mit den Jahren wurden spezielle Weichen für diese Zahnstange entwickelt.

Nimmt man es mit dem Begriff sehr genau, dann ist das System Riggenbach gar keine Zahnstange, denn es gibt im Grunde gar keine Stange. Durch den Aufbau als Leiter konnten vor allem im Winter die Stangen leicht vom Schnee befreit werden. Da der Schnee unten entweichen konnte, dauert es auch lange, bis Schnee in der Zahnstange lag. Die Zahnstange nach Riggenbach kam bei vielen Bahnen zur Anwendung. Eine kleine Liste sollte hier weiterhelfen.

Wie Sie sehen können, wird die Zahnstange nach Riggenbach auch mit Zahnstangen nach Strub und Von Roll kombiniert. Diese Systeme werden später noch behandelt. Es gilt aber noch zu erwähnen, dass die Arth – Rigi – Bahn zur gleichen Zeit wie die Vitznau – Rigi – Bahn entstand und eher auf dem Kulm ankam.

System Strub: Emil Strub verwendete zur Herstellung der Zahnstange eine spezielle Keilschiene. Die Zahnteilung entspricht jener von Niklaus Riggenbach. Die Idee bei System Strub war, dass man auf besonders steilen Abschnitten unter die Lamellen greifen konnte und so einen Schutz vor dem gefürchteten Aufklettern hatte.

Im Gegensatz zum System von Niklaus Riggenbach kam hier eine Zahnstange zur Anwendung, die speziell bearbeitet werden musste. Die Zähne wurden aus der Keilschiene heraus gearbeitet und die Schiene dann entsprechend metalltechnisch behandelt. Die Montage der Keilschiene erfolgte auf den Schwellen wie bei einer normalen Schiene, deshalb war dort eine Vereinfachung vorhanden.

System Von Roll: Die Firma von Roll entwickelte auf dem System von Niklaus Riggenbach ein weiteres Zahnstangensystem. Statt einer Leiterzahnstange verwendete das System von Roll eine spezielle Zahnstange. Diese war aus einem flachen Stahlprofil gefertigt und wurde seitlich in speziellen Halterungen montiert.

Das System von Roll ist eigentlich kein eigenständiges Zahnstangensystem. Vielmehr war das System dazu gedacht, die Zahnstangen nach Niklaus Riggenbach und Emil Strub zu ergänzen. Besonders im Bereich von Weichen war die Zahnstange von Roll einfacher zu montieren. Gerade im Bereich von Weichen kommt die Zahnstange bei vielen Riggenbach Bahnen vor. Es gibt jedoch nur zwei Bahnen, die wirklich Abschnitte nach von Roll ausgerüstet haben.

Sie haben in der Tabelle erkannt, dass beide Bahnen schon mit Elementen nach Emil Strub oder bei der AB sogar auch nach Riggenbach ausgerüstet wurden. Die Zahnstange von der Firma von Roll diente somit auch hier nur zur Ergänzung der Leiterzahnstange oder der Keilschiene. Wie gesagt, viele Riggenbach Bahnen verwenden von Roll Elemente im Bereich der Weichen.

System Abt: Die bisherigen Systeme funktionierten zwar, waren jedoch nicht über alle Zweifel erhaben. Immer wieder gab es Problem in den steileren Abschnitten. Das einzelne Zahnrad neigte dazu, auf die Zahnstange aufzuklettern. Roman Abt entwickelte daraufhin eine Zahnstange, die das Problem mindern sollte.

Bei der Zahnstange nach Abt kommen die vom System von Roll her schon bekannten Flachstähle mit eingefrästen Zahnprofilen zur Anwendung. Abt montiert aber zwei in seltenen Fällen sogar drei solche auch Lamellen genannten Zahnstangen nebeneinander. Diese waren in der Längsachse leicht versetzt, so dass für jede Lamelle ein eigenes Zahnrad notwendig wurde.

Durch diese versetzten Lamellen waren die Zahnräder immer im optimalen Eingriff. Das heisst, es gab die Situation, dass das Rad nur knapp in der Zahnstange eingriff nicht mehr. So sollten auch die Kräfte kleiner gehalten werden, was letztlich ein aufklettern verhinderte. Das System von Roman Abt wurde letztlich bei vielen Schweizer Bahnen angewendet.

In der Schweiz werden ausschliesslich Zahnstangen mit zwei Lamellen verwendet. Die Zahnstange nach Abt konnte aber letztlich nicht alle geforderten Bedingungen erfüllen, denn einzelne Bahnprojekte waren so steil, dass selbst die Zahnstange nach Abt nicht mehr sicher funktionierte. Eine neue Zahnstange musste her.

System Locher: Eduard Locher entwickelte eine Zahnstange, in die nicht mehr von oben eingegriffen wurde. Beim System Locher griffen zwei Zahnräder seitlich in eine entsprechend aufgebaute Zahnstange. Zusätzlich wurden die Zahnräder mit speziellen Führungen versehen, so dass das Zahnrad nicht aus der Zahnstange rutschen konnte. 

Die nach Locher aufgebaute Zahnstange verhinderte zwar den Einbau von normalen Weichen. Das glich aber die Tatsache, dass die Zahnstange schier unendlich steile Strecken abdecken konnte wieder aus. Fahrzeuge für eine Zahnstange nach Locher benötigen im Grunde keine vollwertigen Räder mit Spurkranz, denn das Fahrzeug wird durch die Zahnstange geführt.

Eingebaut wurde diese Zahnstange nur bei der Pilatusbahn. Diese Bahn mit einer Spurweite von 800 mm führt von Alpnachstad nach dem Pilatus. Die Bahn benötigt dazu Steigungen bis zu 480 Promillen. Das ist für Zahnradbahnen absoluter Weltrekord. Auf der Pilatusbahn kommen an Stelle von Weichen spezielle Schiebebühnen und umklappbare Gleisabschnitte zur Anwendung.

Nachdem wir unser Gleis erstellt und ausgerichtet haben, können wir die ersten Fahrzeuge darauf fahren lassen. Doch, noch wissen wir nicht, welche Räder diese Fahrzeuge haben müssen. Ein Rad ist einfach ein rundes Teil, das sich drehen kann. Klingt einfach, nur, wenn wir uns umsehen, gibt es so viele Räder, dass das etwas zu ungenau ist.

Bei den ersten Kutschen und Karren waren vermutlich die Räder einfach eine runde Scheibe aus Holz. Später verminderte man die Abnützung mit einem Band aus Stahl. Zur besseren Federung entdeckte man dann, dass man ja Gummi nehmen kann. Schon sind wir bei der Strasse und den aktuellen Rädern. Bei der Eisenbahn war es etwas anders, denn man hatte ja das Eisen und so baute man Räder aus Eisen. Ob das nun wirklich stimmt?

Um es schon ein wenig präziser zu betrachten, sprechen wir von einem Radsatz. Ein Radsatz ist eine Kombination von mehreren Bauteilen. So besteht ein üblicher Radsatz aus zwei Rädern und einer Achse, die diese beiden Räder verbindet. Bei Bahnen mit Zahnrad könnte der Radsatz auch noch ein Zahnrad enthalten. Zerlegen wir diesen Radsatz in seine Einzelteile und schauen uns diese genauer an.

Achsen gibt es immer dort, wo sich etwas dreht. Die Achse bildet dabei den Bereich, der im Zentrum liegt und um den sich alles dreht. Suchen Sie zu Hause einmal Achsen, Sie werden überrascht sein, wie viele Achsen es dort gibt. Denn jede Türe benötigt eine Achse, damit sie sich drehen kann. Uns hier sollen aber nur die Eisenbahn-Achsen interessieren.

Die Achse ist eine aus hochfestem Stahl geformte Welle. Diese Welle wird bearbeitet. Das heisst, es werden Flächen für die beiden Räder und für die Lager gefertigt. Gerade im Bereich des Lagers ist die Achse deshalb am schwächsten. Bevor die Achse mit den Rädern zu einem Radsatz verbaut wird, muss sie genauestens kontrolliert werden, denn Fehler können hier schlimme Folgen haben.

Die Räder werden auf der Achse fest montiert. Dazu wird das Rad erhitzt und über die Achse geschoben. Durch die Abkühlung schrumpft das Rad und geht mit der Achse eine stabile und sehr feste Verbindung ein. Das Rad wird also auf der Achse nur durch einen Kraftschluss fixiert. Somit ist bereits bei der Fertigung der Achse festgelegt worden, für welche Spurweite sie gebaut wird.

Achsen werden farblich behandelt. Das heisst, alle Bereiche einer Achse, die nicht mit anderen Bauteilen verdeckt werden, bekommen einen speziellen Farbanstrich. Dank dieser Farbe können nur schon kleinste Beschädigungen an der Achse erkannt werden. Solche Anzeichen führen oft dazu, dass ein Radsatz ausgewechselt werden muss.

Eine beschädigte oder gar angerissene Achse ist sehr gefährlich. Durch diese Schwachstelle kann die Achse brechen. Geschieht das bei hoher Geschwindigkeit und innerhalb der beiden Räder wird es sehr gefährlich, denn die Räder sind nicht mehr geführt und entgleisen. Es kommt in der Folge zu einem Zugunglück. Ebenso schlimm, aber etwas ungefährlicher sind Brüche bei den Achslagern. Das Fahrzeug steht dann zwar schief auf der Achse, doch die Räder sind immer noch geführt.

Bis hier war klar von Laufachsen die Rede. Laufachsen besitzen sonst keinerlei weitere Funktionen. Das heisst, sie verbinden die Räder und nehmen allenfalls die Bremsscheiben auf. Die meisten Radsätze sind genormt. Bei älteren Lokomotiven kamen Laufachsen zur Anwendung, die nicht aussen gelagert waren, sondern die Lager innerhalb der Räder hatten.

Im Gegensatz zu Laufachsen sind viele Triebachsen mit zusätzlichen Elementen versehen. Viele davon dienen dem Antrieb. Triebachsen werden durch die auftretenden Zugkräfte zusätzlich belastet, so dass sie oftmals etwas kräftiger gestaltet werden. Man nennt Triebachsen gerne auch Triebradsatz. Ältere Triebachsen wurden innen gelagert, da aussen wegen dem Antrieb kein Platz mehr zur Verfügung stand.

Besprechen wir nun einmal die Kurven. Wie, Sie können mir nicht folgen? Gut, Kurven sind ja gebogene Abschnitte auf dem Weg. Ob das nun eine Strasse oder ein einfacher Weg ist. Ist nebensächlich. Soweit sind wir uns einig. Nur, die Eisenbahn hat auch Kurven und die Fahrzeuge eine starre Achse, das geht nicht. Warum?

Bei einer Kurve muss das äussere Rad gegenüber dem inneren Rad einen längeren Weg zurücklegen. Damit das geht, trennt man die Achse zum Beispiel bei einem Auto und baute spezielle Getriebe ein. Das gibt es aber bei der Eisenbahn nicht, die Achse ist starr und lässt keine unterschiedlichen Drehzahlen zu. Das Fahrzeug kann so keine Kurve befahren. Dass das geht, erfahren Sie, wenn Sie den folgenden Abschnitt mit den Rädern lesen, denn eine Lokomotive befährt eine Kurve, weil die Räder entsprechend geformt wurden.

Haben Sie ein Eisenbahnrad schon einmal genauer studiert? Nicht, dann darf ich Ihnen nun dieses Rad vorstellen. Bei einem Eisenbahnrad handelt es sich um ein aus Stahl gefertigtes Rad, der Aufbau und das Aussehen kann unterschiedlich sein und wird später noch behandelt. Hier wollen wir uns einmal mit dem äussersten Bereich befassen. Man nennt diese Bereiche Lauffläche und Spurkranz.

Der Spurkranz sorgt dafür, dass das Rad nicht ab den Schienen fällt. Er besorgt also die Führung des Fahrzeuges. Ein Spurkranz kann nicht beliebig geformt werden. Nahezu alle Radien und Winkel sind hier genormt. Stimmt eine dieser Vorgaben nicht, kann das Fahrzeug entgleisen. Dabei reicht der Spurkranz nur wenige Millimeter zwischen die Schienen.

Da dieser Spurkranz nicht normal abrollt, sondern ab und zu seitlich gegen die Schiene gepresst wird, ist er einem grösseren Verschleiss unterworfen. Man nennt diesen Verschleiss Spurkranzabnützung. Wird diese Abnützung zu gross, oder verändern sich dadurch die genormten Radien, besteht erhöhte Entgleisungsgefahr. Gerade die Abnützung am Spurkranz muss man systembedingt auf sich nehmen. Man kann diesen Verschleiss aber reduzieren und so die notwendige Aufarbeitung etwas verzögern.

Mit Spurkranzschmierungen kann der Verschleiss des Spurkranzes reduziert werden. Dabei wird in regelmässigen Abständen Fett oder Öl auf den Spurkranz aufgetragen. Wie das erfolgt, spielt eigentlich keine Rolle. Man kann diese Einrichtung in ein Fahrzeug einbauen, oder aber an besonders kritischen Stellen entsprechende Anlagen im Gleis vorsehen. Wichtig ist nur, dass der Spurkranz regelmässig geschmiert wird, denn damit werden die Spurführungskräfte reduziert und die Lebensdauer des Spurkranzes verlängert.

Die Lauffläche eines Eisenbahnrades ist nicht eben. Das heisst, die Lauffläche steht nicht im rechten Winkel zum Rad. Es vergrössert sich gegen die Innenseite. Die Lauffläche erhält dabei ein spezielles Profil. Dank diesem Profil kann ein Eisenbahnfahrzeug um Kurven fahren. Im Normalfall steht das Fahrzeug auf einer relativ kleinen Fläche.

Im Betrieb wird die Lauffläche durch kurzes rutschen oder durch andere Belastungen stark abgenützt. Besonders bei Fahrzeugen, die mit Bremsklötzen aus Eisen bremsen wird die Lauffläche zudem noch aufgeraut. Dadurch entstehen beim fahren ganz leichte Vibrationen. Diese verursachen dann den Lärm, den Sie am Bahnsteig wahrnehmen. Deshalb müssen solche Räder regelmässig gewartet oder gar ersetzt werden.

Eine weitere Belastung für Triebräder und die Lauffläche ist der so genannte Makroschlupf. Das an der Grenze zum durchdrehen befindliche Rad wird dabei arg strapaziert. Sie können das hören, denn in einer solchen Situation beginnt das Rad zu Pfeifen. Es ist ein sehr schriller Ton, der in den Ohren schmerzt. Die Lauffläche rutscht dabei ganz minimal auf der Schiene, so dass ganz kleine Flächen eingeschliffen werden.

So schmerzhaft der Klang und so gross die Belastung für das Rad ist, desto gerne hören das die Lokführer. Ein Triebfahrzeug, das am Makroschlupf betrieben wird, ist optimal ausgelastet. Besonders bei modernen Lokomotiven ist dieses Phänomen sehr häufig zu hören. Bei älteren Lokomotiven gehört es schon zur hohen Kunst des Lokführers.

Laufräder werden oft nur durch die Bremskräfte belastet. Das heisst, ist die Bremskraft zu gross, beginnen sie auf den Schienen zu rutschen. Moderne Sicherheitseinrichtungen verhindern das, denn ein Laufrad mit einer Fläche ist eine grosse Belastung für das Gleis. Wird nicht gebremst, hat das Laufrad keine zusätzlichen Kräfte zu übertragen und rollt praktisch verschleissfrei.

Im Gegensatz zum Laufrad muss das Triebrad zusätzlich die Zugkraft übertragen. Es gibt deshalb kaum einmal eine Phase, bei der das Triebrad keine Kräfte übertragen muss. Deshalb ist ein Triebrad einem viel grösseren Verschleiss unterworfen. Es verlangt deshalb einen viel grösseren Aufwand im Unterhalt und muss regelmässig behandelt werden.

Diese Behandlungen der Triebräder nennt man Reprofilierung. Dabei wird das ursprüngliche Profil wieder auf der Lauffläche erstellt. Es gibt für die Reprofilierung zwei unterschiedliche Methoden. In einer ersten Phase kann das Rad mit Hilfe eines speziellen Schleifbankes bearbeitet werden. Sind jedoch grösserer Anpassungen erforderlich, wird das Rad überdreht. Dies geschieht im eingebauten Zustand auf einer speziellen Drehbank. Ein reprofiliertes Rad ist wieder wie neu, einfach etwas geringer im Durchmesser.

Hatten wir bisher vom allgemeinen Rad gesprochen, kommen wir nun zum genauen Aufbau eines Rades. Dabei gibt es zwei grundlegend unterschiedliche Rädertypen, es wird deshalb Zeit, dass wir diese ansehen. Wir beginnen dabei mit dem bandagierten Rad.

Nun, bevor ich Ihnen alle Bereiche des bandagierten Rades erkläre, müssen wir zuerst einmal wissen, was denn ein bandagiertes Rad ist. Es ist ein Ihnen sehr bekanntes Rad. Damit Sie wissen, von was ich spreche, schauen wir uns auf der Strasse um und nehmen Ihren Wagen oder Ihr Fahrrad. Beide haben hoffentlich Räder. Diese bestehen aus einer Felge und dem darauf montierten Reifen aus Gummi. Genau so ist ein bandagiertes Rad aufgebaut, nur dass dort der Gummi fehlt.

Radreifen (1): Ich sprach doch vorhin von einem bandagierten Rad. Jetzt stelle ich Ihnen das Teil vor, das den Namen gibt. Wie, der Titel lautet Radreifen? Nun, man kann das Teil Radreifen oder Bandage nennen. Das kommt in erster Linie drauf an, in welcher sprachlichen Region Sie zu Hause sind. Der Radreifen ist der Pneu eines Eisenbahnfahrzeuges. Er trägt die Lauffläche und den Spurkranz.

Bei der Montage eines Radreifens wird dieser erhitzt. Dadurch dehnt er sich aus und der kalte Radkörper kann in den Ring gesteckt werden. Danach wird der Radreifen wieder gekühlt und schrumpft dadurch. Er presst sich so kraftschlüssig auf den Radkörper. Diese Kraft ist so gross, dass der Radreifen alleine durch die Kraft fest ist und sich in der Regel auf dem Radkörper nicht verschiebt.

Die in der Grafik mit einem A gekennzeichnete Verschleissrille ist der Bereich für die maximale Abnützung. Auch das kennen Sie vielleicht von Ihrem Wagen, denn wenn das Profil zu stark abgenützt ist, wird der freundliche Polizist plötzlich nicht mehr so freundlich. Bei der Eisenbahn ist es ähnlich, ist das Rad bis zur Verschleissrille abgenutzt, muss es ersetzt werden.

Wird diese Verschleissrille unterschritten, kann der Radreifen brechen und das Rad entgleisen. Wie wichtig diese Verschleissrille und deren genaue Positionierung ist, zeigte sich auf tragische weise im deutschen Eschede, als ein ICE mit 200 km/h entgleiste und über 100 Personen getötet wurden.

Wir haben schon oft von Entgleisung gelesen, können uns aber noch kein Bild machen. Man spricht von einer Entgleisung, wenn der Radreifen nicht mehr auf der Schiene ist. Die Ursachen können vielseitig sein und beginnen bei zu grossen Kräften und Schäden an der Schiene. Auch gebrochene Radreifen können hier verheerende Folgen haben. Deshalb ist es wichtig, dass die Normen und Regeln eingehalten werden.

Sprengring (2): Der Sprengring sprengt nichts, er hat eine Sicherheitsaufgabe und wird eigentlich nicht benötigt. Trotzdem, jedes bandagierte Rad ist damit ausgerüstet. Deshalb muss er doch wichtig sein. Beides stimmt eigentlich, denn der Radreifen hält so gut, dass er sich nicht lösen kann. Da aber das Rad immer wieder durch Bremsungen erhitzt wird, kann es sein, dass sich der Radreifen löst. Der Sprengring verhindert nun, dass der Radkörper aus dem Radreifen herausrutscht.

Die Spurführungskraft ist verantwortlich, dass es den Sprengring braucht. Das Rad in der Schiene ist hohen Kräften ausgesetzt. Die Spurführungskraft ist dabei eine sehr wichtige Kraft und deren Reduktion ist von grosser Bedeutung. Wie schon weiter oben beschrieben wird der Spurkranz abgenutzt. Dafür ist die Spurführungskraft verantwortlich. Sie muss deshalb so klein wie möglich gehalten werden.

Überschreitet die Spurführungskraft einen gewissen Wert, vermag der Spurkranz die Kraft nicht mehr zu bändigen. Das Rad klettert auf die Schiene. Das heisst, der Spurkraft liegt nun auf der Schiene auf. Das kann zum Beispiel bei einer Weiche im Herzstück passieren. Die Fangschiene verhindert nun aber, dass das andere Rad ab der Schiene rutschen kann. Die jetzt auftretenden Kräfte wirken bei einem gelösten Radreifen vollumfänglich auf den Sprengring.

Radkörper (3): Der Radkörper ist der grösste Teil des Rades. Er wird immer wieder verwendet und kommt deshalb meistens über die ganze Lebensdauer eines Fahrzeuges zum Einsatz. Gestaltet wird der Radkörper nicht immer gleich. Sie kennen vermutlich die schönen Räder mit Speichen. Diese aufwendig gefertigten Räder wurden so gewählt um Gewicht zu sparen. Mittlerweile kommen auch bandagierte Räder zur Anwendung, die einen vollen Radkörper haben.

Die einfacheren Räder bestehen aus einem einzigen Block. Man nennt sie deshalb Monoblocräder. Das heisst, bei einem solchen Rad suchen Sie vergebens nach einem Radreifen und einem Sprengring. Die Lauffläche ist direkt auf dem Radkörper und das Rad kann auch hier bis zur Verschleissrille abgenutzt werden. Es ist ein sehr einfach hergestelltes und daher sehr kostengünstiges Rad.

Der Vorteil beim Monoblocrad ist, dass sich der Radreifen nicht mehr lösen kann. Es kommt deshalb hier nicht mehr zu verschobenen Radreifen. Durch den Verzicht auf einen Radreifen kann das Rad auch viel leichter gestaltet werden. So hat das Monoblocrad das bandagierte Rad mittlerweile abgelöst. Besonders bei Wagen sind schon seit Jahren fast ausschliesslich Monoblocräder im Einsatz.

Das Monoblocrad hat aber auch einen grossen Nachteil. Die durch Reibung beim bremsen entstehende Wärme wird direkt auf den Radkörper übertragen. Es gibt keine Bandage mehr, die diese Wärme aufnimmt. Durch diese Wärme werden im Rad Spannungen frei. Durch diese Kräfte kann der Radkörper brechen und es kommt zur Entgleisung.

Da diese Gefahr sehr gross ist, wurden neue Räder entwickelt. Man nennt diese Räder spannungsarme Räder. Diese reagieren nicht so stark auf eine allfällige Überhitzung. Solche spannungsarme Räder müssten bei Wagen mit Kunststoffbremssohlen verwendet werden. Diese Bremsklötze leiten die entstehende Wärme schlechter ab, so dass mehr Wärme auf das Rad übertragen wird.

Monoblocräder werden in der Regel nicht reprofilliert. Das heisst, ist das Rad abgenutzt, wird es ausgetauscht. Das Monoblocrad ist deshalb eigentlich ein Wegwerfrad. Man kann aber nun das abgenutzte Rad überdrehen und daraus einen Radkörper für ein bandagiertes Rad gewinnen. Da aber Monoblocräder sehr günstig sind, geschieht dies kaum und ein abgenutztes Rad landet im Schmelzofen.

Ich hoffe, dass ich Ihnen ein wenig Licht ins Dunkel bringen konnte. Sie wissen nun, warum die Bahn auf Steine setzt, und wie ein Zug um die Kurve kommt. Geniessen Sie nun die nächste Reise mit der Eisenbahn. Sie brauchen sich keine Sorgen zu machen, das System funktioniert sehr gut, und die Eisenbahnen sind das sicherste Landverkehrsmittel auf der Welt.