Schienenbefestigungen (1) 07.04.2016, 05:20

Bild einer alten Dampflokomotive

Frühe Technik: Die wesentlich von Elektronik und Digitalisierung geprägte Maschinentechnik unseres Jahrhunderts hat mehrere Vorgängerstufen. Aus ihnen ragt die Mechanik der letzten zwei Jahrhunderte heraus. Zeugnisse davon legen viele noch existierende, ja noch arbeitende Maschinen, Geräte und dazugehörige Hilfsmittel ab. An sie wollen wir im tec.LEHRERFREUND hin und wieder erinnern. Hier geht es um Schienenbefestigungen.

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Schienenbefestigungen (1)

Hunderttausende stehen täglich an Bahnsteigen und übersehen sie täglich, obwohl sie ihre Fahrsicherheit garantieren: Schraubenköpfe, Scheiben, Platten, Klemmstücke und Spannklemmen. Deren Aufgabe ist es, Eisenbahnschienen sicher auf den Schwellen zu halten. Eine Schiene besteht aus dem Schienenfuß, dem senkrechten Steg und dem Schienenkopf mit Lauffläche. Im Laufe der Jahrhunderte haben sich diese Elemente verändert. Der österreichische Fotograf Norbert Steinwendner zeigt auf der Webseite sagen.at interessante Beispiele alter Schienenbefestigungen. Er hat uns erlaubt, sie im tec.LF zu verwenden.

Schienenbefestigung mit Nägeln 
Österreichisches Geleise (Bild): An den Weichen wurden die Schienen mit je zwei viereckigen Klemmnägeln auf der Schwelle fixiert. 

Anschließend eine Bildserie aus dem Elsass

Wir sind im Bahnhofsbereich von Volgelsheim (Elsass, Frankreich). Der Bahnhof entstand um 1880 und war Teil der Bahnstrecke Freiburg – Colmar. Die Verbindung wurde im 2. Weltkrieg nach der Sprengung der nahen Eisenbahnbrücke über den Rhein gekappt. Zwischen 1871 und 1918 war das Elsass deutsch. Aus dieser Zeit stammt auch die wohl öfter renovierte Gleisanlage. Heute verkehrt auf den verbliebenen Gleisen im Umland ein train touristique, ein Touristenbähnchen, genauer: e Turischdebähnli.

Zur Einstimmung:  
Auf dem Abstellgleis steht ein Postwaggon (Bild 2), der aus Briefkästen (Bild 1) gefüttert wurde. Wenn es mit der Abfahrt des Zugs noch dauerte, hielt man sich im Salle d´ attente (Wartesaal) auf (Bild 3). Es gab zwei Wartesäle: einen für die nobleren 1E classe-Reisenden und mit der 2E CL einen für das gewöhnliche Volk. 

 

 

 

 

  

Es war gut, wenn les voyageurs de la première classe über die Gleisbefestigungen hinwegsahen, denn der Schienenfuß wurde lediglich vom Kragen der Schwellenschraube auf die Holzschwelle gedrückt (Bild 4). 

Später wurde es plus pompeux, denn unter den Schraubenkragen wurde ein Eisenplättchen, ca. 3 mm dick, geklemmt (Bild 5).

 

  

In unseren Tagen war die in Bild 6 gezeigte Halterung ein großer Sprung nach vorne. Es war eine zwar doppelte, aber doch nicht überzeugende Druckplatte, die sich mit ihren ebenfalls 3 mm Dicke unter dem Druck der Mutter sanft an den Schienenfuß anschmiegte. 

Die Klemmplatte (Bild 7) macht einen soliden Eindruck, hat hier aber lediglich die untergeordnete Aufgabe, seitliches Schienenwandern zu verhindern.

 

 

Bild 8: Im Weichenbereich wollte sich die Sociéte Nationale des Chemins de Fer (SNCF) nichts nachsagen lassen und setzte auf die Schienen ordentliche Schienenschuhe; auch sparte sie nicht mit Schrauben. Hier ist eine davon aus der maroden Holzschwelle herausgefallen.


Deutschland: Ein stabiler Bügel ersetzt die einfache Klemmplatte von einst.

Der tec.LEHRERFREUND konnte nichts Sicheres darüber herausfinden; aber als im November 1835 in Deutschland die erste Dampflokomotive von Nürnberg nach Fürth fuhr, werden die Schienen noch mit Schienenstühlen und Nägeln auf den Holzschwellen fixiert worden sein. Seit die Züge zehnmal so schnell fahren, würde sich niemand mehr auf Nägel verlassen. Man ersetzte sie durch wirkungsvollere Klemmplatten und später durch Federelemente.  
Das Federsystem entwickelte man parallel zur Einführung moderner Schienenprofile und Schwellen, mit denen gleichzeitig die Anforderungen an den Schienenunterbau stiegen. Dieser muss die bei Belastung auftretenden Schwingungen der Schienen sowie ihre Dehnung bei Temperaturschwankungen sicher aufnehmen. (Die Fachsprache verwendet übrigens für alles, was mit den Schienen zu tun hat, den Begriff »Oberbau«. Sie bezieht ihn auf das gesamte Gleissystem einschließlich Schotterbett, in dem die Schienen und die nötigen Kleinteile die am höchsten, also »oben« liegenden Elemente darstellen.) 

In WIKIPEDIA lesen wir über Spannklemmen: 
Spannklemmen ... sind Stahlfedern, die die Eisenbahnschienen auf die Bahnschwellen drücken. 
Die Verspannung erfolgt durch Schrauben. Die Spannkraft der Spannklemmen ist so ausgelegt, dass verschweißte Schienen auch bei einem Bruch in ihrer Position gehalten werden und sich keine gefährliche Lücke bildet.

Durch die Gestaltung der Spannklemmen in W-Form werden zusätzliche Sicherheitsaspekte integriert. Während die Schiene mit den beiden hochelastischen äußeren Federarmen niedergehalten wird, dient die Mittelschleife als zusätzlicher Kippschutz, der bei Erreichen einer bestimmten Kraft aktiviert wird und die Schiene daran hindert, zu kippen, zum Beispiel beim Durchfahren enger Kurven, oder von der Schwelle abzuheben.

Durch den Federweg passt sich die Spannklemme an im Laufe der Zeit auftretende Verformungen des Gleisbetts an. Dadurch benötigt ein mit Spannklemmen ausgestattetes Gleis kein regelmäßiges Nachziehen der Schwellenschrauben. 

In einem weiteren Beitrag werden wir uns speziell mit einer Spannklemme beschäftigen (Bild unten). 

Schienenbefestigung mit Spannklemme

Bild Wikipedia

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