Die Weiche und ihre Bauteile

Wir haben die Einzelteile einer Weiche in den ersten Folgen unserer Serie (Hefte 4/93, 5/93 und 11/94) schon mehrfach erwähnt, von Blockherzstücken und Federschienenzungen war bereits die Rede. Und von doppelten und zweifachen, ja gar dreifachen Herzstücken hat man auch schon gehört. Was sich dahinter verbirgt, erklären wir diesmal.

Die Hauptteile einer Weiche sind der Weichenanfang und das Weichenende. Der Weichenanfang besteht aus der Zungenvorrichtung, der Stellvorrichtung und den darunter liegenden Schwellen, der Endteil aus den Zwischenschienen, den Backenschienen mit den Radlenkern außen, den Flügelschienen mit dem Herzstück innen, und natürlich wieder mit den Schwellen darunter. Die Weichen können tatsächlich aus diesen Teilen bestehend angeliefert und an Ort und Stelle zusammengesetzt werden. Früher wurden Sie geschraubt, und an diesen Schienenstößen mit ihren Laschen kann man die Teilung nachvollziehen, nach dem Kriege verschweißte man dann die Weichen. Dennoch liegt bei den Weichen aus dem Profil S49 auch heute noch an diesen Stellen die Doppelschwellen, die damals die Trennstelle unterstützen sollten.

Eine Zungenvorrichtung umfasst beide Zungen mit ihren Backenschienen. Es gibt rechte und linke Zungenvorrichtungen je nach Verzweigungsrichtung der Weiche, und somit ist als Einzelteil die rechte Zunge einer rechten Zungenvorrichtung von der rechten Zunge einer linken Zungenvorrichtung zu unterscheiden, sie werden aus demselben Halbzeug hergestellt, sind aber verschieden gebogen.

Die ältesten und einfachsten Weichen hatten Schleppzungen, wie man sie heute noch manchmal bei Feldbahnen findet. Solche Zungen können natürlich kaum die bei der Ablenkung entstehenden seitlichen Kräfte aufnehmen, und so ersetzte man sie bald durch andere Konstruktionen, durch eine Zunge, die, wenn sie befahren wird, an ihrer Backenschiene anliegt und die seitlichen Kräfte direkt oder über Stützknaggen an die fest auf den Schwellen montierte Backenschiene ableitet.

Bis etwa 1900 kannte man nur Gelenkzungen. Die einfachste Form des Gelenks findet man noch heute vereinzelt bei ganz alten Weichen - und bei den meisten Modellweichen: Die Zunge bewegt sich an ihrer Wurzel in Laschen, die am fortführenden Schienenprofil angebracht sind.

Die meisten heute noch vorhanden Gelenkzungen haben jedoch ein Drehgelenk unter der Zungenwurzel. Die Zunge hat dort einen Zapfen, der in einem Lager in der Zungenplatte ruht. Dieses Drehgelenk war eigentlich eine süddeutsche Konstruktion und wurde auch von der Reichsbahn übernommen. Die preußischen Weichen benutzten einen Drehstuhl, dies war praktisch die umgekehrte Lösung, die Zungenplatte hatte einen Zapfen, auf dem die Zunge saß. Der Vorteil dieser Lösung war, dass sich die Zunge leicht auswechseln ließ, der Nachteil, dass dies häufig nötig war, denn das an der Lagerstelle stark geschwächte Zungenprofil brach gerne. 1924 wurden im Zuge einer Arbeits­beschaffungs­maß­nahme (war alles schon mal da) sämtliche Drehstuhlzungen der Reichsbahn in den preußischen Weichen der Form 8a gegen Gelenkzungen ausgetauscht. Dennoch findet man Drehstuhlzungen noch häufig bei Privatbahnen, vor allem bei Weichen der Form 6a.

Dennoch waren auch die Drehgelenke verschleißanfällige Bauteile, da die Zunge zum Kippeln neigt. So um 1910 probierte man eine Konstruktion aus, bei der man das Zungenprofil an die Zwischenschiene anlaschte und eine federnde Stelle in der Zunge selbst vorsah, die für diesen Zweck natürlich wesentlich länger sein musste. An der Federstelle war das Zungenprofil geschwächt und musste deshalb durch eine Platte unterstützt werden (Federzungenplatte). Diese Zunge ist die Federzunge. Sie wurde zuerst bei preußischen Weichen eingeführt. Die Reichsbahnweichen 49-190-1:9 bzw. 190-1:7,5 sowie die 49-300-1:9 und 49-500-1:12 gab es von vorneherein neben den Gelenkzungen auch mit Federzungen. Die 190-m-Weichen mit Federzungen findet man noch recht häufig, man erkennt sie schon von weitem an den Federzungenplatten.

Alle älteren Zungenbauarten hatten übrigens eine Zungenplatte, die die Zunge auf ihrer ganzen Länge unterstützte, wie die Bildbeispiele zeigen. Beiden den Weichen der Bauart 8a wurde diese Zungenplatte im Zuge des Umbaus entfernt, da sie das Stopfen der Schwellen behinderte. Die Weichen der Bauart 6a sowie die wenigen noch vorhandenen süddeutschen und sächsischen Länderbahnweichen weisen auch heute noch alle diese Zungenplatte auf.

Die Federzunge hatte ebenfalls Nachteile: Die Zunge musste sehr viel länger als bei der Gelenkzunge sein, und so entstand ein Bereich, in dem die Seitenkräfte nicht aufgefangen wurden. Außerdem musste sie an der Federstelle geschwächt werden, was die Bruchgefahr erhöhte, die lange Federzungenplatte erschwerte den Bau von Bogenweichen (die daher meist als Gelenkzungenweichen ausgeführt waren). Nach ausführlichen Versuchen mit den vorhanden preußischen Weichen (die überhaupt das Experimentierfeld der DRG waren) führte man 1935 eine neue Konstruktion ein. Hier wurde das Zungenprofil an der Wurzel zum normalen Schienenprofil umgeschmiedet und mit der anschließenden Schiene verschweißt, die Federstelle liegt hinter der Schweißstelle im normalen Schienenprofil. Diese Zunge ist die Federschienenzunge. Die ersten S49-Weichen, die 1935 mit Federschienenzungen entwickelt wurde, und damit auch die ersten, die es nicht mehr auch in einer Ausführung mit Gelenkzungen gibt, waren die Kreuzungsweichen mit 500 m Radius. Unmittelbar nach dem Krieg wurden weitere Weichen neu entwickelt, die ABW-49-215-1:4,8 und die EW-49-760-1:14, die ebenfalls keine Vorläufer mit Gelenkzungen besitzen. Zu diesem Zeitpunkt wurden nacheinander auch alle anderen Weichen neu konstruiert, und die Federschienenzunge war von da an erst einmal der Standard bei den deutschen Eisenbahnen.

Auch die Weichen mit dem Schienenprofil UIC60 hatten zunächst durchweg Federschienenzungen. Dennoch hat auch die Federschienenzunge einen Nachteil: Die Schweißstelle zwischen Zungenprofil und anschließender Schiene liegt im Federbereich, und deswegen neigt die Schweißnaht zum Brechen. Vorsichtshalber wird die Zunge an dieser Stelle durch Laschen (die deswegen "Angstlaschen" heißen) gehalten. Und so erlebte die gute alte Federzunge eine Renaissance: Ab 1984 führte die DB die Weichen aus dem Profil S54 als Standard ein, und die haben wieder Federzungen, allerdings ist nun die Federstelle so ausgeführt, dass keine Schwächung der Tragfähigkeit eintritt, obwohl diese Zungen natürlich ohne Federzungenplatte auskommen.

Herzstück

Nun zum anderen Ende der Weiche, dem Herzstück und den Radlenkern. Die ältesten Herzstücke sind die sogenannten Blockherzstücke, die gegossen wurden - einige konnte man nach Abnutzung der einen Seite sogar wenden und von der anderen Seite befahren. Diese Herzstücke mussten mit den anschließenden Schienen durch Laschen und Schrauben verbunden werden. Das bedeutete vier zusätzliche Schienenstöße mit entsprechend lautem und unruhigen Fahrverlauf und ebenso hohem Verschleiß. Eine modernere Variante waren die Ausführungen, bei denen nur noch die Herzstückspitzen gegossen wurden, die Flügelschienen bereits aus normalen Profilen bestanden.

Schließlich fand man zu der Bauform, die bis heute verwendet wird, dem Schienenherzstück. Allerdings verwendet man zumindest für die Spitzen des Herzstückes nicht das normale Schienenprofil, sondern ein sogenanntes Vollprofil. Im Krieg versuchte man 1941 dies Vollprofil einzusparen (auch bei den Weichen gibt es wie bei den Loks und Wagen eine Kriegsbauart), diese Lösung bewährte sich so schlecht, dass man es schon 1942 wieder einführte, aber kürzte, so dass es bei einfachen Herzstücken kaum noch zu erkennen ist; so werden die S49-Herzstücke bis heute gefertigt, wobei sie seit etwa 1951 verschweißt und nicht mehr verschraubt werden.

Zur Nomenklatur: Die längere Spitze heißt Hauptspitze, die kürzere Nebenspitze, je nachdem, auf welcher Seite die Hauptspitze liegt (vom Weichenanfang her gesehen), spricht man von einem linken oder rechten Herzstück. Die Hauptspitze liegt immer im stärker befahrenen Gleis, welches meist, aber durchaus nicht immer das Stammgleis ist. Eine Rechtsweiche kann also auch mit einem linken Herzstück geliefert werden.

Wie bei den Zungen, so übrigens auch bei den Herzstücken: Die älteren Bauarten wurden auf einer Blechplatte montiert, der sogenannten Herzstückplatte. Man findet sie noch bei älteren Weichen.

Aber wie die Federzunge so erlebte auch das Blockherzstück eine Wiederauferstehung. Da das Herzstück das belastetste Bauteil einer Weiche ist, kam man auf die Idee, es aus besonders festen Manganstählen zu fertigen, die man aber anfangs nicht mit den anschließenden Schienenstücken verschweißen konnte, so dass man zumindest versuchsweise die Schienenstöße wieder in Kauf nahm.

Noch in einem anderen Zusammenhang kam die Blockspitze ebenfalls wieder zu Ehren: Die Bahnen haben schon immer versucht, die Herzstücklücke zu schließen, die Räder fallen trotz aller konstruktiver Vorkehrungen in diese Lücke zwischen Flügelschiene und Herzstückspitze hinein, was den Fahrzeuglauf unruhig macht und der Verschleiß erhöht - die Herzstückspitze ist das anfälligste Bauteil einer Weiche. Die bewegliche Blockspitze ist ein Weg, diese Lücke zu schließen, mit dem Nachteil zweier zusätzlicher Schienenstöße. Ein anderer ist es, die Flügelschiene beweglich einzurichten, ihn haben die ÖBB beschritten. Die DB hat auch eine dritte Möglichkeit weiterentwickelt, die auch schon bei den württembergischen Eisenbahnen Vorläufer hatte, und zwar das Federschienen-Herzstück.

Radlenker

Auch bei den Radlenkern hat der technische Fortschritt Spuren hinterlassen. Die Radlenker der Länderbahnweichen bestanden aus einem einfachen L-Profil, das meist etwas höher ist als das Schienenprofil; dies ist im Modell natürlich besonders leicht nachzubauen. Für die S49-Weichen wurde ein eigenes, sehr typisches Radlenkerprofilg eschaffen. In den 60er Jahren schuf man eine neue Variante: Der Radlenker ber S49-Weiche wird hier aus einen normalen, etwas höher gesetzten und entsprechend gefrästen Schienenprofil hergestellt (Schienenradlenker). Bei UIC60- und S54-Weichen besteht der Radlenker aus einem asymmetrischen U-Profil, das seine offene Seite dem Schienenkopf zukehrt. Auch moderne Industrieweichen aus S49-Profil sind mit solchen Radlenkern ausgestattet, die DB hat diese Änderung nicht mitgemacht, da dies einen neuen Satz Teile für eine ohnedies auslaufende Weichenbaureihe bedeutet hätte.

Verschlüsse

Ist Ihnen schon einmal aufgefallen, dass sich die beiden Zungen einer Weiche beim Umstellen nicht gleichförmig bewegen? Tatsächlich bewegt sich die abliegende Zunge zuerst, dann folgt ihr die andere, die sich noch bewegt, während die nunmehr anliegende schon angekommen ist. Warum ist das so? Der Umstellvorgang verkläuft beim Vorbild stets so:

  1. Zunächst setzt sich die abliegende Zunge in Bewegung, damit wird gleichzeitig der Verschluss der anliegenden Zunge geöffnet.
  2. Dann erst bewegt die Stellvorrichtung beide Zungen gleichzeitig.
  3. Wenn die erste Zunge anliegt, bewegt sich die zweite noch und schließt dabei den Verschluss der nun anliegenden Zunge

Daraus wird man richtigerweise schließen, dass die Stellstange nicht direkt an den Zungen, sondern am Verschluss ansetzt, also mit der Zunge nur mittelbar verbunden ist. Was tut der Verschluss? Er verhindert nicht das unbeabsichtigte Umlegen der Weiche - das tun die Riegel. Er verhindert auch nicht das Aufschneiden der Weiche (anders als im Modell, wo die dicken Spurkränze die anliegende Zunge wegdrücken, wird beim Vorbild die abliegende Zunge weggedrückt, dabei öffnet sie - siehe oben - den Verschluss). Die Verschlüsse haben die Aufgabe zu verhindern, dass sich bei gebrochener Zunge oder bei gebrochener Stellvorrichtung die Zunge unter dem Zug selbständig macht. Sie verhindern auch, dass die Zunge von der Backenschiene gewaltsam getrennt werden kann.

Es gibt grundsätzlich zwei Methoden, die Weiche zu verschließen, und von beiden Methoden gibt es jeweils mehrere Bauarten: Man kann die anliegende Zunge mit ihrer Backenschiene verbinden, oder man kann sie gegen einen Block in der Weichenmitte abstützen. Letzeres sind die Blockverschlüsse, auch Gelenkverschlüsse genannt, von der vor allem die Bauarten Jüdel und Bruchsal in Süddeutschland vorkommen, sie haben den Nachteil, dass die Zunge nicht direkt mit der Backenschiene verbunden wird. Deswegen kamen sie in Deutschland außer Gebrauch. In anderen Ländern sind sie nach wie vor üblich, z.B. in der Schweiz in der Bauart Siemens.

Der anderen Methode, die Zunge unmittelbar mit der Backenschiene zu verbinden, bedienen sich der Hakenverschluss und der Klammerverschluss. Der Hakenverschluss war die in Preußen verbreitete Bauart, hier umschließt ein Haken einen Zapfen unter der Backenschiene. Die allerersten Reichsbahnweichen aus dem Profil S49 hatten noch die traditionellen Verschlüsse, also im Norden den Haken-, im Süden den Blockverschluss. Dann wurde 1931 der Klammerverschluss eingeführt, dem die deutschen Eisenbahnen bis mehr als 50 Jahre treu geblieben sind. Er ist kleiner, leichter, billiger und sicherer als die älteren Bauarten. Heute hat sich die neueste Bauart, der Siemens-CKA-Verschluss, durchgesetzt.

Hat eine Weiche mehrere Stellvorrichtungen, so hat jede ihr eigenes Paar Verschlüsse. Die EW-60-500-1:12 hat zwei, ebenso die EW-54-500-1:12, und längere Weichen entsprechend mehr. Die EW-60-7000/6000-1:42 hat insgesamt 10, 8 an den Zungen, 2 am Herzstück. Die EW-49-500-1:12 hat nur dann zwei, wenn Sie als Bogenweiche in einem überhöhten Gleis eingebaut ist (nur bei der DB, nicht bei der DR). Der Klammerspitzenverschluss ist der an der Zungenspitze, alle anderen sind die Klammermittenverschlüsse.

Weichenteile im Modell Unvollständig!

Zum Abschluss sei noch auf die Nachbildung der hier vorgestellten Weichenteile im Modell eingegangen, allerdings nur kurz und keinesfalls mit dem Anspruch, Kritik an den verschiedenen Modelllösungen zu treiben, dazu sind die konstruktiven und wirtschaftlichen Vorgaben von Vorbild und Modell zu unterschiedlich.

Die Zungen wurden und werden bei allen Großserienherstellern als Gelenkzungen ausgeführt, wobei es im Detail durchaus Unterschiede gibt, wie die Fotos zeigen. Einzige Ausnahme sind die PILZ-elite-Weichen, heute TILLIG, hier wurden die Federschienenzungen des Vorbildes nachgeahmt, was natürlich eine willkommene Abwechslung ist; solche Weichen können jedoch, ebenso wie die ähnlich ausgeführten Bausätze von Schumacher, fast nur mit motorischen Antrieben gestellt werden, weil nur die die nötigen Haltekräfte aufbringen (Doppelspulenantriebe schnappen zurück).

Bei den Modellherzstücken stellt sich ja das Problem der elektrischen Isolierung. Ein Weg ist es, das Herzstück als ganzes aus Kunststoff einzusetzen, was in etwa den Blockherzstücken des Vorbildes entspricht. ROCO hat die typische Form der S49-Radlenker bei den ROCO-line -Weichen richtig getroffen.

Ein Qualitätsurteil über Modellweichen im Sinne "vorbildgemäß - nicht vorbildgemäß" aus diesen Einzelheiten herzuleiten ist ein heikles Unterfangen. Denn die an sich richtig nachgebildeten Details tauchen ja beim Vorbild nur in bestimmten, unter Umständen sogar noch epocheabhängigen Kombinationen auf. Beispiel gefällig? PILZens erstklassig nachgebildete Federschienenzunge gibt's beim Vorbild a) bei S49-Weichen, aber die haben Doppelschwellen (hat PILZ nicht), b) bei UIC-60-Weichen der Epoche III/IV, aber die gibt's erst ab 300 m Radius - bleibt als Vorbild eine Privatbahnweiche. Eine solche Aburteilung würden der Hersteller und seine zahlreichen Kunden zu recht als völlig überkandidelt zurückweisen. ROCO hat sicher in der Summe der Details eine typische deutsche Weiche (S49 mit Gelenkzungen) insgesamt am besten getroffen.

Übersicht Vorbildfotos
Gelenkzunge bad. 129
179103
Drehstuhl Form 6d
150919
Drehstuhl Form 6d
Drehgelenk S49
Federzunge
150308
Federzunge S49
Federschienenzunge S49
Federschienenzunge UIC60
150024
Federzunge S54
150702
Blockherzstück
167710
Blockspitze
161503
Blockspitze
147332
S49-Vollprofil
197033
Bewegliche Blockspitze
187331
Federschienen-Herzstück
Radlenker Winkelprofil
147333
Rl49-Radlenker
266120
Schienenradlenker
160623
Doppeltes Herzstück
160635
Doppeltes Herzstück
150935
Doppeltes Herzstück
Zweifaches Herzstück
Dreifaches Herzstück
151901
Verschluss Bauart Jüdel
167731
Blockverschluss
147402
Hakenverschluss
Klammerverschluss