Einzelteile - Schwellen:

Schwellen:
Im allgemeinen Eisenbahner-Sprachgebrauch hat sich der Begriff Schwelle für die Gesamtheit der Schienenunterstützungen durchgesetzt, was eigentlich nicht gerechtfertigt ist. Die Entwicklung der Stützung reicht nämlich von Steinwürfel der Ludwigseisenbahn 1835 über die eigentliche Schwelle bis zu den Gleistragwerken moderner Nahverkehrsbahnen.

Die Aufgaben der Stützung sind vielseitig:

• Übertragung der vertikalen und horizontalen Kräften auf die Bettung
• Gewährleistung der Spurhaltung und der Standfestigkeit der Schienen
• Lagesicherung des Gleises gegenüber den dynamischen Belastungen und den
  temperaturbedingten Druckkräften
  

Bei allen Eisenbahnen setzte sich schon in den Anfängen ihrer Entwicklung die Unterschwellung als Schienenstütze durch. Die Formen waren jedoch sehr unterschiedlich. Zunächst herrschten die Einzelstützen in Form von Natursteinblöcken vor. Die Spurhaltung mussten die Bettung oder einzelne Spurstangen aus Stahl übernehmen. In den früheren englischen Industriezentren, in denen Schienen in Form von Blockstahlstreifen verlegt wurden, befestigte man diese auf Längsschwellen aus Holz, weil man der Biegefestigkeit der Schienen mit geringem Querschnitt nicht traute. Im Zuge der Entwicklung ähnlicher Schienenquerschnitte, wie wir sie heute kennen (Vignol-Schiene 1838 ), verlegte man die Schwellen quer zu den Schienen. Heute unterscheidet man im wesentlichen (Quer-) Schwellen aus Holz, Stahl oder Spannbeton, sowie Tragwerke aus Stahl (z. B. stählerne Hohlkastenbrücken) oder Stahlbeton. Holzschwellen werden wegen ihrer Eigenschaften nach wie vor favorisiert:

• Sie sind sehr elastisch und tragen so maßgeblich an der Ausbildung einer Biegelinie des Gleises bei. Überlastungen und Schläge (bis hin zu den hohen Belastungen bei einer Entgleisung) können Holzschwellen ohne wesentliche Beeinträchtigungen der Betriebssicherheit aufnehmen
• Die Verbindung Schiene-Schwelle ist relativ einfach zu bewerkstelligen. Bei Verschleiß der Auflager ist ein Versetzen (neue Bohrlöcher) auf der Schwelle möglich
• Die Lagestabilität längs und quer zum Gleis ist sehr gut. Durch die relativ weiche Holzoberfläche ist eine gute Verzahnung mit dem Schotter gegeben
• Durch geringe Massen (pro Buchenschwelle etwa 85 kg ) ist eine Handhabung ohne Hebezeuge möglich
• Holzschwellen lassen sich aufarbeiten und für Gleise mit geringer Belastung wiederverwenden. Bei völliger Unbrauchbarkeit sind sie zu entsorgen bzw. weiterzuverarbeiten

Diesen Vorteilen stehen die hohen Kosten des Holzes und die ökologischen Grenzen, die heute sinnvollerweise gezogen werden müssen, entgegen. Deshalb geht man beim Neubau von Fernstrecken in erhöhtem Maße zur Verwendung von Betonschwellen über. Bereits 1884 hatte Monier eine mit Drahtgeflecht versehende Betonschwelle zum Patent angemeldet.

Die strukturmäßige Verwendung von Betonschwellen begann jedoch erst Mitte der 30er Jahre. In der ehemaligen DDR wurde das Ansehen der Betonschwelle um 1985 schwer beschädigt, als durch eine sogenannte Schwellenkrankheit Millionenschäden im DR-Gleisbau entstanden. Durch die unkontrollierte Zumischung von alkalihaltigem Kies und Sand in den Beton kam es zu Zersetzungserscheinungen großen Ausmaßes. Millionen Betonschwellen mussten ausgewechselt werden. Die heutige Betonschwelle ist ein modernes Erzeugnis aus Spannbeton, das ständig verbessert wird. Den Nachteilen, wie große Masse und Sprödigkeit stehen Vorteile gegenüber, die besonders beim Bau von Hauptmagistralen spürbar werden. Die hohe Masse, die sich zwar nachteilig bei der Handhabung bemerkbar macht, sichert im verlegten und gut eingeschotterten Gleis die stabile Gleislage. Der laufende Meter Gleis wird mit etwa 500 kg Schwellenmasse im Schotterbett festgehalten. Dadurch wird die Verlegung von unendlich langen, verschweißten Schienen möglich. Da im Betonschwellengleis Schienenstöße nicht nötig sind, fehlen somit auch die Stoßschwellen.

Im Weichenbau finden Betonschwellen erst in jüngster Zeit Anwendung. Die im Herzstückbereich notwendigen langen Schwellen lassen sich technologisch nur schwer herstellen. Außerdem kann das unelastische Verhalten von Beton leicht zu Brüchen führen. Weichen im Betonschwellengleis werden deshalb häufig noch auf Holzschwellen, selten auf Stahlschwellen verlegt.

Gleistragwerke sind Rahmen oder Platten aus Stahlbeton oder Kombinationen aus beiden, die vornehmlich bei Bahnen des öffentlichen Nahverkehrs Anwendung finden. Sie sind sehr schwer und aufwendig zu bauen. Ihre Vorteile liegen in der hohen Belastbarkeit und der Gewährleistung guter Laufruhe bei den Fahrzeugen. Gleistragwerke trifft man in vielen Großstädten besonders bei der Gleisgestaltung von Straßenbahnen an.
Schwellen aus Profilstahl spielten eine Zeit lang besonders im Weichenbau eine bedeutende Rolle. Die Vorteile, die die unten offene Trogschwelle besonders hinsichtlich ihrer sicheren Lage im Schotterbett offenbarte, wurden noch ergänzt durch die leichte Anfertigung verschieden langer Weichenschwellen (Abschneiden von einer laufenden Walzlänge) und die unkomplizierte Befestigung der Kleineisenkonstruktion (Schweißen), die sonst bei Weichen sehr aufwendig ist. Auch die Masse einer Stahlschwelle liegt mit etwa 60 kg weit unter der einer Betonschwelle. Trotzdem findet man heute nur noch wenige Gleise, die auf Stahlschwellen verlegt wurden. Der Hauptgrund der Ablehnung lag wohl in der starken Anfälligkeit des Stahls gegen Korrosion, die besonders in Industriegebieten zu schweren Schäden im Gleis geführt hat.

Quelle: Beschreibung mit Genehmigung aus Gleisbau auf Modellbahnanlagen vom Transpressverlag, Autoren Georg Kerber und Andreas Stirl

Quelle: Bilder von Thorsten Schaeffer