Bogenweichen sind Weichen (oder Kreuzungen bzw. Kreuzungsweichen),
bei denen nicht nur der abzweigende Strang, sondern beide
Stränge gebogen sind. Sie werden heute aus ganz normalen Weichen
hergestellt, nur dass alle Einzelteile gebogen und - zum Längenausgleich -
die bogenäußeren Zwischenschienen verlängert und die
bogeninneren verkürzt werden. Nur solche Weichen werden heute
noch Bogenweichen genannt, alle anderen heißen Zweibogenweichen.
Geometrisch gesehen werden bei Bogenweichen die Schenkel um den
Weichenmittelpunkt herum gedreht. Die Länge der Schenkel bleibt
dabei ebenso erhalten wie der Abzweigwinkel der Weiche. Deswegen
kann nur ein Radius einer Bogenweiche frei gewählt werden, der
andere ergibt sich dann automatisch, da der Weichenwinkel ja
feststeht. Wird zum Beispiel der gerade Strang einer EW-300-1:9
mit einem Radius von 800 m gebogen, so hat der abzweigende
Strang einer Außenbogenweiche einen Radius von 480,55 m, bei
einer Innenbogenweiche wären es 217,93 m.
Wie der zweite Radius errechnet wird, darauf wollen wir hier
nicht weiter eingehen. Wer den Umgang mit Winkelfunktionen nicht
scheut und über einen entsprechend ausgerüsteten Taschenrechner
verfügt, mag sich an den Kasten halten.
Dem Verbiegen einer Weiche sind natürlich Grenzen gesetzt. Der
engste Krümmungsradius darf nicht kleiner als 214 m werden. Bei
noch engeren Krümmungen würde nämlich eine Spurerweiterung nötig
werden. Dann könnte die Bogenweiche jedoch nicht mehr aus den
Teilen einer normalen Weiche hergestellt werden, und das sucht
die Bahn natürlich zu vermeiden. Aus dem gleichen Grund werden
aus Weichen mit dem Abzweigradius vom 190 m normalerweise keine
Innenbogenweichen gebogen; diese Weiche hat zwar schon eine
Spurerweiterung von 14 mm, aber diese müsste vergrößert werden
für einen noch engeren Bogen. Normalerweise jedenfalls, es gibt
nämlich durchaus einige. Bei der Weiche IBW-1200-1:18,5 ist der
engste Radius im abzweigenden Strang 461 m, der Hauptstrang hat
dann einen Radius von 750 m. Verböge man die Weiche noch
stärker, würde es nicht mehr ausreichen, den Längenausgleich nur
bei den Zwischenschienen vorzunehmen, sondern man müsste auch
noch Backenschienen und Zungenvorrichtungen verändern, wovon man
aus Kostengründen natürlich absieht. Nach neueren Unterlagen (Reinhard Fürmetz: Der Gleisplan.
Wiesbaden 1985.) gelten die genannten Mindestradien nur noch für Weichen aus UIC60-Schienen. Für Bogenweichen aus S49- oder S54-Schienen
sind dort 200 m als Mindestradius angegeben, was allerdings keinen riesengroßen Unterschied macht. Für Bogenweichen
aus der EW-760-1:14 gilt ein Mindestradius von 300 m im Zweiggleis, d.i. knapp 500 m im Stammgleis.
Außenbogenweichen aus Grundformen mit geradem Herzstück - also
vor allem ABW-190-1:9 - werden nur im Bereich der Krümmung gebogen,
das Herzstück bleibt gerade. Innenbogenweichen werden nur
aus Weichen mit durchlaufendem Bogen hergestellt, da sich hier
einfachere Krümmungsverhältnisse ergeben.
Zweibogenweichen
Zweibogenweichen nennt man im Gegensatz zu den Bogenweichen
heute solche Weichen, bei denen die beiden Radien festgelegt
werden, sich also der Herzstückwinkel ergibt. Sie werden nur in
Ausnahmefällen eingesetzt und bedürfen der Genehmigung der
allerhöchsten Dienststellen.
Eine Zweibogenweiche gehört jedoch zur Standardausstattung der
deutschen Eisenbahnen: die symmetrische Außenbogenweiche ABW-
215-1:4,8-Fsch. Sie wurde gleich nach dem Krieg bei beiden
deutschen Bahnen eingeführt, beruhte also wohl auf Vorarbeiten
der DRG. Konstruiert wurde sie vor allem für die Verwendung in
den Weichenstraßen von Ablaufanlagen, um hier kürzere Verzweigungen
zu erreichen und Gleislänge zu gewinnen. Man findet sie
auch in Abstellgleisen und Rangieranlagen, nicht aber in
Streckengleisen. Sie ist das Vorbildpendant zu dem, was in den
Modellbahnkatalogen meist Y-Weiche heißt.
Geschichte
Die heutige Technik, Bogenweichen aus normalen Weichen abzuleiten,
ist in großem Umfang erst seit der Einführung der Reichsbahnweichen
im Jahre 1929 möglich und üblich. Anfangs vermied
man es generell, Weichen in gekrümmte Gleise einzubauen; musste
eine Weiche in einen Gleisbogen einschalten, unterbrach man ihn
durch ein entsprechend langes gerades Stück. So nahm man häufige
Krümmungswechsel in Kauf, mit allen Nachteilen für Fahrzeuglauf,
Bequemlichkeit der Passagiere und Verschleiß an Rädern und
Schienen.
Später versuchte man das Problem etwas zu mildern, indem man die
Weiche wenigstens im Bereich der Zwischenschienen verbog. Herzstück
und Zungenvorrichtungen beließ man gerade, aus Sicherheitsgründen, und weil die damaligen Bauformen -
Blockherzstücke, Zungenplatten unter den Weichenzungen - ein Verbiegen
gar nicht zuließen.
Ein nächster Schritt in Richtung Bogenweiche waren Konstruktionen,
die heute als Zweibogenweichen bezeichnet würden. Man
wählte gängige Radien als Grundlage, und so entstand in Preußen
beispielsweise die Bogenweiche IBW-600/400-1:10. Um trotz der
feststehenden Radien auf bereits eingeführte Weichenwinkel zu
kommen - wegen der Kombination mit "normalen" Weichen -, ließ
man die Bogen nicht in einem Punkt beginnen, sondern verschob
den einen gegen den anderen auf einer Geraden, bis sich der gewünschte Endwinkel ergab.
Endlich entstanden dann auch Vorformen der heutigen Bogenweichen: Man wählte als Grundform die pr-8a-500-1:12 und leitete
daraus einen Satz von Bogenweichen ab, bei denen für das Stammgleis wiederum häufig vorkommende Radien gewählt wurden, zum
Beispiel 400 m, 600 m oder 1000 m. So konnten weitgehend die
üblichen Weichenteile verwendet werden.
Mit dem Fortfall der durchgehenden Zungenplatten bei den Reichsbahnweichen war dann endlich die Freiheit erreicht: Es ließ sich
jeder beliebige Radius herstellen (mit den oben genannten
Grenzen), was natürlich die Gleisplangestaltung erheblich vereinfachte. Auch ist seither möglich, Weichen beispielsweise,
wenn nötig, nur teilweise zu biegen, oder sie auch in Übergangsbögen zu legen.
Bogenweichen im Modell
Als seinerzeit die ersten Modellbogenweichen erschienen, von MÄRKLIN waren die, wurden sie von der MIBA, die damals noch
"Miniaturbahnen" hieß, begeistert begrüßt. Denn damit erhielt der Modellbahner die Möglichkeit, die erste Gleisverbindung seines Bahnhofes schon in den Bogen zu legen und damit an nutzbarer Gleislänge zu gewinnen; das war zu Zeiten, wo die Anlage auf der Tischlerplatte noch der allgemeine Standard war, sicher ein wichtiger Gesichtspunkt. Bogengleisverbindungen ließen sich damit allerdings nicht herstellen. Beide Bögen hatten den selben Radius und waren nur um den Regelgleisabstand gegeneinander verschoben. In der Folge haben auch alle anderen Gleissysteme Bogenweichen eingeführt, und auch die Neuerscheinungen, egal ob ROCOline, MÄRKLIN K, TILLIG oder PIKO A, Bogenweichen gibt es bei allen.
Allerdings werden die Einschränkungen industriell gefertigter
Gleissysteme nirgendwo deutlicher spürbar als bei den Bogenweichen.
Während man mit den geraden Weichen von ROCO, PECO oder TILLIG durchaus
vorbildgemäße Gleispläne entwickeln kann, ist bei den Bogenweichen eigentlich Schluss: Der selbst auferlegte Zwang, mit den
Bogenweichen eine Gleisverbindung zwischen den Standardradien
herzustellen, führt dazu, dass diese Bogenweichen viel zu eng
sind, durchaus gemessen an dem Standard, den diese Gleissysteme
sich selbst setzen. Lediglich TILLIG macht hier eine Ausnahme, als die Längenverhältnisse der Weichen und Bogenweichen untereinander recht stimmig sind; allerdings
erkauft der Hersteller dies durch eine insgesamt doch sehr spielzeugmäßige Verkürzung. Industrielle Bogenweichen sind in halbwegs vorbildnahen Gleisplänen nicht zu gebrauchen.
Warum? Sehen wir uns das Vorbild an:
Drei Fälle sind in der Skizze schematisch, nicht maßstäblich dargestellt. Fall 1: Der Bogenradius ist größer
als der Weichenradius. Fall 2: Der Radius ist gleich dem Weichenradius. Fall 3: Der Bogenradius ist kleiner als der Weichenradius.
Sehen wir uns zunächst den Fall 2 an. Er ist gar nicht so selten, wie man meinen möchte. Die Streckenradien wurden aus den gleichen
Gründen gewählt wie die gängigen Weichenradien; 300 m, 500 m oder 760 m sind also
auch häufig zu findende Krümmungsradien auf der Strecke.
Bei 500 m Streckenradius kann man einen Gleisverbindung nach Fall 2 herstellen aus Weichen EW-500-1:12. Die erste Weiche dann ist eine völlig normale
ungebogene EW-500-1:12, die zweite eine IBW-504/250,565-1:12 - einen Gleisabstand von 4 m angenommen.
Und sowas findet man auch im richtigen Leben häufig, zum Beispiel auf der
Schwarzwaldbahn. (Streng genommen gilt dies nur, wenn das bogeninnere Gleis den Standardradius von 500 m aufweist. Ist es hingegen das
bogenäußere, dann hat das innere einen Radius von meist 496 m, und die innere Weiche ist eine kaum gekrümmte Innenbogenweiche -
Bild zeigt in etwa ein solches Beispiel.)
Auch Bogenweichenverbindungen gemäß Fall 3 - also noch engere - lassen sich aus 500-m-Weiche herstellen bis herunter zu einem Radius von 380 m.
Nehmen wir nun an, der Radius der bogeninneren Gleises beträgt 300 m. Dann wäre die erste Weiche wiederum eine ganz normale, ungebogene
EW-300-1:9. Und die zweite? Das Parallelgleis hat einen Radius von 304 m, aber die engste Innenbogenweiche, die sich aus der EW-300-1:9 biegen lässt,
hat im Stammgleis einen Radius von 760 m. Also, Fall 2 kann mit 300-m-Weichen nicht hergestellt werden!
Aus 300-m-Weichen kann man also lediglich eine Gleisverbindung vom Fall 1 bauen, bei einem Streckenradius von mindestens 760 m. Dabei
ist nur eine Weiche eine Innenbogenweiche, die zweite eine Außenbogenweiche.
Bild zeigt genau diesen Fall.
Und darin liegt das Dilemma industrieller Gleissysteme. Nehmen wir als Beispiel ROCO. Betrachtet man die 15°-Weiche als
verkürzte Nachbildung der EW-190-1:6,6 und die 10°-Weiche als Entsprechung der EW-300-1:9, dann ist klar, dass eine
halbwegs glaubwürdige Innenbogenweiche noch einmal ein ganzes Stück länger sein müsste. Aus den
vorhandenen Weichen könnten vernünftigerweise nur Verbindungen wie Fall 1 gestaltet werden, aber dann ist eine Weiche
eine Außenbogenweiche, und die wird nicht angeboten. (Wenn man gar die 10°-Weiche als Äquivalent der EW-190-1:6,6 ansieht,
dann ist außer der einfachen Weiche eh nichts zu gebrauchen.)
TILLIG andererseits bildet die Staffelung der Weichenradien, die das Vorbild aufweist, in der Tat sehr gut nach. TILLIG stellt das dadurch her, dass unterhalb der W1 (die im wesentlichen der W15 von ROCO entspricht) einerseits eine noch engere und kleinere W2 angesiedelt wird, andererseits aber auch eine noch längere Weiche (W3), die als Nachbildung der EW-500-1:12 angeboten wird. Dies hat einen großen Vorteil: Die 15°-Außenbogenweiche lässt sich im Gegenbogen einer W3-Einfahrweiche unterbringen, und damit sind wichtige Vorbildsituationen ins Modell übertragbar. Sogar bei den kritischen Innenbogenweichen ist TILLIG dichter dran als jeder andere Hersteller: Da es ein Gegenstück zur EW-500-1:12 gibt, die W3 mit einem Radius von 1350 mm, müsste man eine Innenbogenweiche erwarten, deren äußerer Strang etwa den gleichen Radius hat und der innere etwa den halben. Dass ist mit der IBW 17/29 fast gegeben (Radien 934/543 mm). Man muss dem TILLIG-Gleissystem also bescheinigen, dass es hinsichtlich der Geometrie schon recht dicht am Vorbild liegt. Das ist die gute Nachricht. Die schlechte ist die starke Verkürzung. TILLIG gibt im Katalog einen Längenmaßstab von 1 : 200 an, das bedeutet eine Verkürzung um 56,5 % oder auf 43,5 % der maßstäblichen Länge! Zum Vergleich: Die W15 von ROCO ist gegenüber ihrem Vorbild, der EW-190-1:7,5/6,6 etwa um 35 % verkürzt (Längenmaßstab 1 : 135).
Abbildung illustriert ebenfalls das Problem: Der enge Radius des Hauptgleises
erzwingt den Einbau einer längeren Weiche! Dies Prinzip - je enger der Bogen, desto länger die Weiche - befolgt die Modellbahnindustrie nicht,
aus ja durchaus nachvollziehbaren Gründen. Daraus folgt für den Modellbahner, der einen halbwegs
glaubwürdigen Gleisplan verwirklichen will: Hände weg von industriell gefertigten Bogenweichen! Mehr noch: Hände weg von Bogenweichen überhaupt, es sei denn, es wird mit halbwegs maßstäblichen Radien gearbeitet, und dann werden Sie Ihre Weichen wohl schon selber bauen müssen.
Es gibt jedoch eine Methode, brauchbare Bogenweichen herzustellen, die allerdings nur schwach gebogen sind. Man schneidet die
Stege unter den Schienen zwischen den Schwellen weg bis auf einen, dann kann man die Weiche etwas biegen, sowohl zur Außen-
wie zur Innenbogenweiche. Eine Grenze setzt dem Verbiegen in der Regel die Zungenmechanik. Beispiele für solch nur wenig gebogenen
Weichen zeigen die Abbildungen bis
Weitaus mehr Verwendungsmöglichkeiten
in Modellgleisplänen gibt es für Außenbogenweichen. Ein besonders typischer Fall
sei hier vorgestellt: Die Weiche im Gegenbogen. Bei Streckengeschwindigkeiten von 60 - 80 km/h sind als Radius der Einfahrweiche
300 m vorgeschrieben, bei über 80 km/h 500 m, das gleiche gilt natürlich für den Gegenbogen.
Zweigt ein weiteres Gleis ab, das ebenfalls von einfahrenden Zügen befahren wird, wird eine Weiche gleichen Radius eingebaut.
Ist dies Gleis aber ein Rangiergleis, wird man nicht eine so große und teure Weiche verwenden, sondern eine 190-m-Weiche als
Bogenweiche in den Gegenbogen legen, entweder eine EW-190-1:9. dann wird das Herzstück schon in der Geraden liegen, oder eine EW-190-1:7,5/6,6.
Analog gilt dies für den entgegengesetzten, genauer: entgegengesetzt befahrenen Fall, das kann das Ausziehgleis, ein
Anschlussgleis oder eine Schutzweiche sein. Und es kommt durchaus auch beides miteinander kombiniert vor, was von der Bogenlänge
her nur bei 500 m Radius geht.
Bogenkreuzungen
Zu guter Letzt sei noch auf Bogenkreuzungen und Bogenkreuzungweichen hingewiesen. Auch die werden im Normalfall aus normalen Kreuzungen bzw. Kreuzungsweichen hergestellt. Dabei gibt es einige Besonderheiten, insbesondere für die Kr-1:9, wegen des Entgleisungsrisikos im doppelten Herzstück: Bei Radien unter 760 m müssen
die Radlenker des doppelten Herzstücks auf der Bogeninnenseite bis zu den einfachen Herzstücken verlängert werden! Oder es sind doppelte Herzstücke mit beweglichen Spitzen zu verwenden. (Bei Flachkreuzungen stellt sich das Problem nicht, die haben immer doppelte Herzstücke mit beweglichen Spitzen.) Engster zulässiger Krümmungsradius ist 400 m.
Bogenkreuzungsweichen
Bogenkreuzungsweichen werden zumindestens offiziell nur aus Kreuzungsweichen mit außen liegenden Zungen hergestellt, aus den gleichen Gründen, die auch das Verbiegen der EW-190-1:9 beschränken: Die erforderliche Spurerweiterung in den Verbindungsgleisen. Daher werden aus den Kreuzungweichen mit innen liegenden Zungen, also der EKW-190-1:9 und der DKW-190-1:9 keine Bogenkreuzungsweichen abgeleitet. Da es die Kreuzungsweichen mit 300 m Radius nicht mehr gibt, jedenfalls nicht mehr im aktiven Betrieb (außer einer), sind alle heute vorkommenden Bogenkreuzungsweichen Ableitungen von EKW-500-1:9 und DKW-500-1:9.
Ein Sonderfall ist die IBEKW-500,842/∞-1:9. Die Kreuzungsgleise sind mit dem Radius von 500,842 m gebogen, das vormals mit 500 m gebogene Verbindungsgleis ist nun kerzengerade. Das ganze sieht nicht mehr wie eine EKW aus, sondern wie zwei verschachtelte Weichen. Tatsächlich ist das aber eine Innenbogen-Kreuzungsweiche!
Übrigens: So ganz neu sind diese Überlegungen auch nicht, die Modellbahnindustrie hätte gewarnt sein können. Mein Freund Rolf schenkte mir kürzlich ein paar alte
Jahrgänge vom "Modelleisenbahner", und darin schlug Hansotto Voigt aus Dresden schon Ähnliches vor. Das war in Heft 1/1964! Den Artikel können Sie
So berechnet man eine Bogenweiche. Man teilt die halbe Weichenlänge durch den Radius des Stammgleises. Dies ergibt den Tangens
des halben Winkels, den das Stammgleis einschließt. Den multiplizieren wir mit 2, um den ganzen Winkel zu bekommen. Bei einer Innenbogenweiche
addieren wir den Weichenwinkel dazu, das ergibt den Winkel, den das innere, stärker gebogene Zweiggleis einschließt. Von der Häfte bilden wir wieder den
Tangens. Durch den die halbe Weichenlänge dividiert ergibt den gesuchten Radius. Zu kompliziert? Dann benutzen Sie doch einfach
herzustellen, führt dazu, dass diese Bogenweichen viel zu eng
sind, durchaus gemessen an dem Standard, den diese Gleissysteme
sich selbst setzen. Lediglich TILLIG macht hier eine Ausnahme, als die Längenverhältnisse der Weichen und Bogenweichen untereinander recht stimmig sind; allerdings
erkauft der Hersteller dies durch eine insgesamt doch sehr spielzeugmäßige Verkürzung. Industrielle Bogenweichen sind in halbwegs vorbildnahen Gleisplänen nicht zu gebrauchen.
Warum? Sehen wir uns das Vorbild an:
Weitaus mehr Verwendungsmöglichkeiten
in Modellgleisplänen gibt es für Außenbogenweichen. Ein besonders typischer Fall
sei hier vorgestellt: Die Weiche im Gegenbogen. Bei Streckengeschwindigkeiten von 60 - 80 km/h sind als Radius der Einfahrweiche
300 m vorgeschrieben, bei über 80 km/h 500 m, das gleiche gilt natürlich für den Gegenbogen.
Zweigt ein weiteres Gleis ab, das ebenfalls von einfahrenden Zügen befahren wird, wird eine Weiche gleichen Radius eingebaut.
Ist dies Gleis aber ein Rangiergleis, wird man nicht eine so große und teure Weiche verwenden, sondern eine 190-m-Weiche als
Bogenweiche in den Gegenbogen legen, entweder eine EW-190-1:9. dann wird das Herzstück schon in der Geraden liegen, oder eine EW-190-1:7,5/6,6.
