Auszug aus A. Haarmann: »Über das Eisenbahngeleise«
Steinschwellen - Systeme
"Beim Bau der ersten bayerischen Staatsbahn im Jahre 1841
[Nürnberg-Fürth war eine Privatbahn. JR] wurden in
Einschnitten und auf niedrigen, schon hinlänglich gefestigten
Dämmen Steinquardern überall in Anwendung gebracht, wo
solche billig zu beschaffen waren
Die doppelköpfigen Schienen hatten ein Gewicht von 12 Pfund p.
Fuß (23 kg p. m) bei 17 1/2' (5,11 m) Länge. Außer
an ihren Endpunkten war jede Schiene fünfmal unterstützt.
Stoßstühle und Zwischenstühle wogen 20 5/8 Pfund
(11,55 kg) bezw. 15 7/8 Pfund (8,89 kg); sie waren durch Holzdübel
und Nägel befestigt.
Durch Überlappung der Schienenenden sollten die Übelstände
der Stoßquerfuge vermieden werden (Fig. 1031, 1032).
Der
hierdurch erzielte Erfolg war nur gering, weshalb der größere
Theil der Bahn mit stumpf stoßenden Schienenenden ausgeführt
wurde. Bei späterer Einführung einer im Fahrkopf
verstärkten Schiene suchte man nochmals durch Auslappung der
Enden die Stoßfuge aufzuheben, ohne jedoch damit besseren
Erfolg zu erzielen. |
Allein das Stuhlsystem hatte, selbst wenn die benutzbar gebliebenen Sandsteine und Granitschwellen vorübergehend eine ruhigere Lage gewannen, doch noch andere Mängel im Gefolge. Die Holzdübel zerrieben sich oder zersplitterten, sobald sie in ihrer Festigkeit durch Fäulnis oder zu starkem Druck eine Beeinträchtigung erfuhren, und damit wurden auch die in die Dübel eingetriebenen Nägel und mit diesen die Schienstühle selbst häufig locker, sodass wiederholtes ausbohre der Dübellöcher, Erneuerungen der Befestigungstheile, der Steine un der Filzunterlagen, sowie sonstige Unterhaltungsarbeiten die Instandhaltung des Unterbaues ungemein vertheuerten. Trotzdem befand sich ein Steinschwellen-Oberbau mit Stuhlschienen auf der bayerischen Westbahn in der Nähe von Bamberg noch bis 1886 im Betriebe (Fig. 1034). |
Seit Anfang der fünfziger Jahre benutzte die bayerische
Staatsbahn vorwiegend Holzschwellen, ohne die brauchbar geblieben
Steinschwellen aus den Geleisen zu entfernen. Die einer älteren
Formation angehöhrenden harten, sogenannten Findlingssandsteine
aus dem Spessart ließ man noch längere Zeit selbst zum
Ersatze abgängiger Holzschwellen zu.
Daneben entschloss sich dieselbe Verwaltung im Frühjahr 1850,
zunächst versuchsweise, dann aber in größerem
Umfange, breitfüßige Scheinen auf Granitsteinschwellen zu
verlegen (vergl. Fig. 1026, aus Harmann
kopieren).
Die
Schienenenden erhielten schmiedeeiserne Unterlagsplatten und eine
einfache Verlaschung; ihre Befestigung wurde auf den Stoßschwellen
mit vier, auf den Zwischenschwellen mit je zwei Hakennägeln
bewirkt (Fig. 1035). |
In den Kurven gab man dagegen im Interesse der Wahrung der Spur unter dem Schienenstoße eichenen oder lärchenen Querschwellen den Vorzug (Fig. 1036). Es kamen Ende der sechziger Jahre auch schwebend verlaschte Stöße vor. auf dem nächst dem Stoße liegenden Steinschwellen waren eiserne Unterlagsplatten eingelassen, welche mit je drei Hakennägeln, die zugleich den Schienenfuß festhielte, befestigt wurden; in Kurven von weniger als 2000' (584 m ) Radius lagen an den Stößen eichene Querschwellen, so dass auf eine Geleiselänge von 21,33' (6,23 m) zwei Holzschwellen und fünf Steineinzelschwellen kamen (Fig. 1037). |
"Beim Ausbau der Bayerischen Staatsbahnlinien im
Jahre 1845 kam ein in manchen Beziehungen von dem für die
älteste Strecke dieser Bahn München-Augsburg
benutzten Pilzschienen-Geleise abweichender Oberbau zur Anwendung.
Als
Schienenunterlage wählte man für hohe Dämme und da,
wo sich Steine als zu theuer stellten, Holzquerschwellen. Die
Strecke Augsburg-Hof erhielt Stuhlschienen von 12 Pfund p. Fuß
(23 kg p. m) Gewicht bei 17 1/2 Fuß (5,11 m) Länge. Auf
dieser waren ein Stoßstuhl von 20 5/8 Pfund (11,55 kg) und 5
Zwischenstühle von je 15 7/8 Pf. (8,9 kg) vorgesehen; in
starken Steigungen war die Anzahl der Stühle entsprechend
größer |
"In Deutschland ist die Bayerische Staatsbahn die einzige
gewesen, welche überlappte Schienenstöße in größerem
Maßstabe erprobt hat. Die Versuche begannen im Jahre 1844
[Hartmann steht damit im Widerspruch zu seiner obigen Ausführung,
d. Red], und es wurden in wenigen Jahren zusammen 390 km
Geleise der Ludwigs-Süd-Nord-Bahn mit Doppelkopfschienen aus
weichem Holzkohleneisen theils auf Querschwellen, theils auf
Steinwürfeln mit dieser Stoßanordnung verlegt (Fig. 732).
Die Überblattung war auf das Gutachten des bauleitenden
Ingenieurs Pauli eingeführt worden, weil sich auf der
Nürnberg-Fürther Bahn herausgestellt hatte,
dass sich die dort versuchsweise, der hohen Kosten wegen aber nur in
beschränkter Zahl, eingebauten Schienenstöße mit
schräger Fuge bei der Befahrung weniger fühlbar machten,
als die stumpfen Schienenstöße. Der Ueberlappungstoß
hat sich aber auf der Bayerischen Staatsbahn nicht gut
gehalten. Nach kaum einjährigem Gebrauch begannen die Schienen,
welche damals ohne alle Verlaschung waren und in den Stühlen,
nur mittelst Holzkeile festgehalten wurden, an den Enden platt
gedrückt zu werden, wodurch an den Stößen
Vertiefungen und Spaltungen entstanden, welche ein
Umwenden der Schienen nothwendig machten.
Da
aber die derart beschädigten Schienenköpfe eine gute
Auflage im Stuhl trotz aller Bei- und Unterlagen von Blechstreifen
usw. nicht mehr fanden, so stellte sich der Verschleiß nur
noch schneller ein, und es mussten drei Schmiedefeuer beständig
damit beschäftigt werden, die auf beiden Seiten an den Enden
verdrückte Schienen wieder frisch zu verschweißen, um
sie wenigstens noch auf einige Jahre brauchbar zu erhalten. Im
ersten Jahr schien es, als ob sich diese Erscheinung auf die Fälle
beschränken werde, in welchen Steinwürfel, von denen
übrigens Tausende zersprengt wurden, die Unterstützung
bildeten; nach etwa drei Jahren stellten sich jedoch dieselben
Uebelstände auch bei den auf Holzquerschwellen ruhenden
Schienen ein. Die Ursache dieses so schnellen Vorganges erblickte
die Verwaltung theils in der Weichheit des belgischen Eisens,
theils in der Form der nur 0,16' (46,5 mm) langen Auslappung,
theils in der zu geringen Stärke der Schienenköpfe. Es
blieb deshalb nicht unversucht, auch auf der Ludwigs-Süd-Nord-Bahn
Schienen mit verstärktem Kopfe und verstärkter
Auslappung zu verlegen. Nicht weniger als 85 km Geleise wurden
Ende der vierziger Jahre mit dieser Konstruktion ausgerüstet.
Die Reparaturen waren aber auch hier wesentlich kostspieliger, als
beim stumpfen Stoß, da sie nur durch Herstellung neuer
Auslappungen möglich waren, weshalb man diese Konstruktion im
Jahre 1851 ganz aufgab. |
"Wie in manchen Ländern, beispielsweise in Amerika, die
großen Holzbestände zu der weitestgehenden Verwendung des
Holzes im Eisenbahngestänge führten, so war anderwärts
das reichliche Vorhandensein von leicht zu gewinnenden Steinmaterial
im wesentlichen die Veranlassung zur Verwendung von Steinen als
Einzelschwellen.
So wurden
in Bayern anfangs der 40er Jahre große Strecken nach englischem
und belgischem Muster mit Steinblöcken als Einzelschwellen
ausgerüstet. Allerdings gab man dabei dem Gestänge und
insbesondere den Steinunterlagen ganz andere Abmessungen, und diesem
Umstande ist es wohl zuzuschreiben, dass solche Geleise hier
verhältnismäßig lang erhalten geblieben sind.
Über das Verhalten dieses
Stuhlschienen-Oberbaues gibt ein Gleisstück lehrreiche
Aufschlüsse, dessen Einzelteile aus Altbeständen
zusammengesetzt werden mussten. Die Steinwürfel haben über
30 Jahre im Hauptgleise gelegen, während die Schienen von 1856
bis 1873 in einem Hauptgleise und von da ab bin 1886 in einem wenig
benutzten Nebengeleise im Betriebe gewesen sind.
Die
schweißeisenen Bullenkopfschienen von 17 1/2 Fuß
(6,225 m) Länge (Fig. 93 u. 94) waren in Geraden von 12, in
Kurven von 14 Steinwürfeln, und am Schienenstoße von
einer Holzquerschwelle unterstützt (Fig. 95). Die quadratisch
geformten Steine hatten eine Seitenlänge von 600 und eine
Höhe von 300 mm. Ein solches Geleis mit seinen schweren
Steinquardern, gusseisernen Stühlen und seiner für
damalige Zeit großen Auflagefläche von 7869 qcm/m
Geleis konnte wohl als ein festes, massives, ja unverwüstliches
Bauwerk angesehen werden. |
Das Fahren auf dem starren Geleis konnte nicht anders als hart und unbehaglich sein. Zwar wurden dadurch die erst später angebrachten Holzschwellen die Schläge an den mit Winkellaschen ausgerüsteten Stößen einigermaßen gemildert; die Senkung der Schienenstöße und die starken Krümmungen der Schienen (Fig. 96) konnten dadurch aber nicht verhindert werden. |
Alle Bestandteile des Geleises zeigten überaus deutliche Spuren der Einwirkung des Betriebe. Schienen, Laschen und Stühle sind an ihren gegenseitigen Berührungsstellen stark verschlissen (Fig. 97 - 99)
Unter
dem Einflusse der lotrecht schwingenden und waagerecht schiebenden
Bewegungen haben die Winkellaschen besonders gelitten (Fig. 98);
die Holzschwellen sind dadurch an der Auflagefläche ungefähr
20 mm abgenutzt und an den Enden geborsten (Fig. 100), während
die Steine an den Auflagestellen der Stühle nur geringen
Verschleiß erlitten haben (Fig. 101). |
Wenn man alle diese Umstände berücksichtigt, so begreift
man, dass bei der Befahrung des Geleises die Schienenstöße
erheblich mehr federn und in die Bettung eindringen mussten als die
Schienenmitten. Deshalb ist der Schluss gerechtfertigt, dass im
belasteten Zustande die Mehrzahl der Schienenstöße um
ungefähr 50 mm unter der Höhenlage der Schienenoberkannte
zwischen den Stößen sich befunden haben.
Nicht viel
bessere Erfahrungen machte die Bayerische Staatsbahn
mit ihren auf Steinblöcken verlegten Breitfußschienen.
Ein in der Anordnung mit schwebend verlaschten Stößen
erhaltenes Gleistück (Fig. 106) welches von 1874 bis 1882 in
einem Hauptgeleis und dann noch 4 Jahre in vielbenutzter Nebenstrecke
gelegen hat, lässt dies im Einzelnen verfolgen.
Die
Steinwürfel diese Geleises hatten früher bereits der
Stuhlschienen Verwendung gefunden. Daher mussten sie, wenn vorhandene
Nagellöcher wieder benutzt werden sollte, diagonal zur
Schienenrichtung geschwenkt werden, als Breitfußschienen mit
direkter Auflagerung zur Verwendung gelangten.
Vielleicht
hat man auch geglaubt, die Gesamtauflagefläche des Geleises
wegen der längeren Stützung, welche die Schienen auf den
Schwellen erfuhren, vermindern zu dürfen; da nämlich nur 5
Paar Steinschwellen und an Stoß zwei Holzquerschwellen
angeordnet waren, betrug dementsprechend auch die Auflagefläche
nur 6739 qcm/m Gleis.
Die
lotrechte Durchbiegung der Schienen (Fig. 107), die Abnutzung der
Fahrfläche und der Verschleiß in den Laschenanlagen sowohl
der Schienen selbst (Fig. 108) als auch der Laschen und
Laschenschrauben (Figg. 109 u. 110) entsprechen nach Form und Maßen
fast genau den bei dem System mit Stuhlschienen beobachteten
Betriebseinwirkungen. Besonders deutlich tritt die Erbreiterung des
Kopfes am Schienenende hervor, welche zweifellos mit der im Vergleich
zur Schiene zu geringen Biegungsfestigkeit der beiden Flachlaschen
zusammenhängt.
Durch die auf den hölzernen Stoßquerschwellen benutzten
eisernen Unterlagsplatten mit Außenrand ist offenbar den
Schwellen ein gewisser Schutz zu Teil geworden. Die Platten,
allerdings selbst stark verschlissen und verbogen (Fig. 111), haben
sich zwar in die Schwellen eingedrückt (Fig. 112), aber doch nur
ungefähr halb so tief als die mit Winkellaschen nachgerüsteten
Enden der Stuhlschienen bei festem Stoß ohne Unterlagsplatten
(vergl. Fig. 100). Ein Bersten der Holzschwellen durch eines
der Nagellöcher haben die Unterlagsplatten freilich nicht
verhüten können.
Da auch die Hakennägel durch den Schienenfuß (Fig. 113)
und umgekehrt der Schienenfuß durch die Hakennägel (Fig.
108) beträchtlich verschlissen sind, so musste die dadurch
hervorgerufene Lockerung das verhalten des Gleises auf die Dauer
beeinträchtigen. Wie an den Stößen durch Einschaltung
von Holzschwellem, so suchte man im übrigen nicht ganz ohne
Erfolg durch Holzzwischenplatten die Starrheit der Steinschwellen zu
mildern (Fig. 114).
Das im Großen und Ganzen unzulängliche Verhalten auch der Steinschwellen in größeren Abmessungen, sowie die unverkennbaren großen Mängel der Holzlangschwellen und die bis dahin verunglückten Versuche mit Eisenschwellen mussten naturgemäß da führen, dass man in der Hauptsache an den Holzquerschwellen, als dem kleineren Übel, festhielt. So erklärt sich die Erscheinung, dass in den ersten 3 Jahrzehnten nach Einführung der Lokomotiv-Eisenbahn die Holzquerschwelle herrschend geblieben ist sowohl bei den hauptsächlich in England eingebürgerten Stuhlschienen, als auch bei den anderwärts mehr bevorzugten Breitfußschienen. Die Bauausführung mit Holzschwellen war eben bequemer und billiger, die Spurhaltung und die Druckübertragung günstiger und die Schienenstützung weniger starr. Freilich mussten die in der natürlichen geringeren Haltbarkeit des Holzes begründeten Mängel mit in Kauf genommen werden und man empfand von Jahr zu Jahr dringender die Notwendigkeit, das Holz durch Imprägniren haltbarer zu machen. |
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