EW 140 nach Industrienorm 1:32
Ablenkungen - Zungenvorrichtungen
zuletzt bearbeitet am 30. Mai 2026
Inzwischen wurde dieser Webbaukasten verschlimmbessert, eine vernünftige Inhaltsübersicht ist nicht mehr erstellbar. Der Service des Anbieters wurde auch zurückgebaut.
Die Unterpunkte findet Ihr jetzt im Verlauf des kleinen Aufsatzes.
Voraussichtlich zieht die Seite im November/Dezember um - oder wird eingestellt.
Begrifflichkeiten
Die zeitgenössischen Autoren gebrauchen viele und uneinheitliche Begriffe für die Weichenbauteile. Es setzt sich aber zunächst durch, die Ablenkungen - Schleppschienen oder Zungen - als Weiche zu bezeichnen (heute: Zungenvorrichtung) und die gesamte Konstruktion einschließlich Curvenschienen (heute: Zwischenschienen) und Kreuzung (heute: Herzstück) Ausweichung oder Ausweiche zu nennen.
Ab etwa 1875 wird Weiche in dem uns bekannten Sinn für die Gesamtangelegenheit gebraucht.
Weichen mit Schleppschienen
Nach der Literatur des 19. Jahrhunderts gibt es Zungenweichen bereits vor den Schleppweichen. Die Zungen sind aufwändig in der Fertigung und gerade die dünnen Zungenspitzen sind materialbedingt noch sehr verschleißanfällig. Das eröffnet den Weichen mit Schleppschienen Chancen. Weichen mit Schleppschienen haben keine bearbeiteten Profile, weder Zungen noch Backenschienen werden geschwächt. Diese Bauart findet hauptsächlich in Nordamerika Verbreitung aber auch deutsche Verwaltungen sehen finanzielle und betriebliche Vorteile.
Nürnberg - Fürth
1835
Die erste dem öffentlichen Verkehr mit Lokomotiven dienende Bahnunternehmung in deutschen Ländern, die Ludwigs-Eisenbahn-Gesellschaft lässt die zu der Zeit moderne Bauart auf Steinwürfeln verlegen und deshalb beginne ich mit dieser Bauform.
Die Schleppschienen a (auch Schubschienen, Versetzschienen, Einweiseschienen oder Wechselschienen genannt) sind im Anschluss an die Fahrschienen e drehbar gelagert (auf den linken Steinwürfeln) werden mit dem Gestänge k gekuppelt vor die weiterführenden Fahrwege f oder g geschwenkt.
Der Vorteil ist die Einfachheit der Konstruktion. Der Nachteil ist, dass für Züge, die die Weiche stumpf befahren (in der Skizze von rechts), die Weiche unbedingt richtig gestellt sein muss, damit sie nicht entgleisen. Diverse findige Geister schaffen Vorrichtungen, die dieses Sicherheitsmanko beseitigen sollen (s.u.).
Württemberg
1847
Diese einfache Konstruktion einer dreischlägigen Weiche (heute: symmetrische Doppelweiche) für die Württembergischen Staatseisenbahnen (und Bayern) hat nicht je Schiene (in der Zeichnung von links kommend) eine Einweiseschiene (mit Gelenk auf der linken Breitschwelle), die an einen der drei möglichen Fahrwege gelegt wird, sondern jeder Fahrweg hat eine eigene Einweiseschiene mit Gelenk auf der rechten Breitschwelle direkt am Übergang zu den weiterführenden Schienen. Auf diese Weise können für die Schleppschienen auch gebogene Schienen verwendet werden, was einen ruhigen Fahrzeuglauf gewährt.
Die Konstruktion ist so angelegt, dass durch Weglassen eines Schleppschienenpaares eine einfache Weiche (rechts oder links) erstellt werden kann. Auch eine symmetrische einfache Außenbogenweiche ist machbar.
Ende und Wiedergeburt (?)
In diversen Ausführungen leben die einfachen Schleppweichen auf Feldbahnen weiter und eine besondere Variante findet sich bei modernen weichen der Zahnradbahnen. Hier werden sie genutzt, um eine Unterbrechung der Zahnstange zu umgehen. Der Umstellvorgang ist aber nicht mehr nur ein einfaches Umlegen der Schienen, sondern ist ein Verbiegen des Abschnittes zwischen Weichenanfang und Herzstück.
Das ist auch bei dem folgenden Schnellfahrweichenversuch der Bundesbahn so vorgesehen.
Deutsche Bundesbahn
1979
Die im Betrieb befindlichen Schnellfahrweichen der DB sind modifizierte klassische Zungenweichen mit beweglichen Herzstücken und Korbbogengeometrie. In der Planungsphase werden noch andere Ideen geprüft (siehe rechts).
Zu der im Artikel erwähnten Versuchsweiche habe ich noch nicht mehr gefunden. Ich habe allerdings tatsächlich mal ein kurzes Filmchen gesehen, in dem ein solch langer Gleisrahmen in einer Weiche verschwenkt/verbogen wird.
Ich finde die Szene nicht im Netz und kann auch nicht sagen, ob es sich um das DB-Projekt handelt und ob es real oder animiert ist.
Selbsttätige Weichen mit Schleppschienen
Die einfachen Schleppweichenkonstruktionen haben den Nachteil, dass sie nur mit richtig eingestelltem Fahrweg stumpf zu befahren sind. Für Hauptgleise ist das ein großes Risiko. Einige Ingenieure bauen Hebelmechaniken ein, die die Weichen selbsttätig (auffahrbar) machen sollen. Es liegen zur Zeit zwar keine expliziten Berichte über den Betriebseinsatz vor, aber die Empfehlungen der Technikerversammlungen gehen eindeutig in Richtung Zungenweichen (s. u.).
Chemnitz - Riesa
1846
1846 wird diese Konstruktion der Chemnitz-Risaer Eisenbahn veröffentlicht. Ein Fahrzeug, das von rechts auf dem falschen Gleis (jeweils die unteren Schienen der beiden Schienenpaare) in die Weiche einfährt, drückt den oberen geschwungenen Hebel zur Gleismitte. Der Hebel nimmt die Stellstange zwischen beweglichen “Einweiseschienen” E mit, überwindet die Wirkung der “Kugelfalle” (Stellhebel mit Kugel als Gewicht) und verschwenkt die Schienen E auf den Anschluss zum Fahrweg.
Bei Verschleiß sollen die geschwungenen Hebel nachgebogen werden.
Der Umstellhebel mit Kugelgewicht am Weichenbock wird beim Auffahren mit genommen und unterstützt die sichere Endlage.
Braunschweig
1847
Der Entwurf der Braunschweigischen Eisenbahn von 1847 vermeidet die verschleißgefährdeten Hebel, ist aber auch komplexer. Hier sind nicht nur die Einweiseschienen F (diesmal von rechts kommend) schwenkbar. Wenn diese über die Stellstange L verstellt werden, werden über den mittig angeordneten Hebel K gemeinsam (auch gekuppelt) jeweils eine Schiene der alternativen Fahrwege mitbewegt. Ein Zug auf dem falschen Gleis drückt das gekuppelte Schienenpaar zur Seite (auf der Zeichnung nach oben) und bewegt auch die Einweiseschienen in die Anschlusslage.
Auch hier soll das Gewicht am Weichenbock die Endlage sichern.
Baden
1847
Die Versuche, aus der einfachen Schleppschienenweichen eine selbsttätige (auffahrbare) Weiche zumachen, erfordert aufwendige Hebelmechaniken und außerdem ein ausreichendes Gewicht der Fahrzeuge, um die Mechaniken auslösen zu können. Der wesentliche Vorteil, der den Aufwand rechtfertigen kann, ist, dass die Schienen nicht oder nur minimal bearbeitet/geschwächt werden müssen und damit ein ruhiger Lauf erreicht wird.
Das letzte Beispiel aus der Modellepoche 1 verzichtet auf zusätzliche bewegliche Teile. Hier wird nicht mehr das zuführende Gleis e & f umgestellt , sondern die Fahrwege über die Schienenpaare a & b bzw. a´ & b´ werden über die Stellstangen c und d eingestellt.
Ein Zug im falschen Gleis a´& b´ (von rechts kommend) läuft mit einem Rad auf den angeschraubten Keil g und wird durch die Leitschiene i auf die Schiene e geführt. Das zweite Rad muss folgen, läuft ab o auf eine ansteigende schiefe Ebene m (mit Blech beschlagener Holzkeil, siehe Querschnitt 10a), erreicht bei p die Höhe der Schienenoberkante der Schiene f, rollt auf dem Spurkranz über den Schienenkopf f und fällt dann in die Spur.
Diese Konstruktion wird in Baden mehrfach eingebaut. Die Vorrichtung wird für einen einigermaßen ruckfreien Übergang länger ausgeführt als in der Zeichnung dargestellt und soll auch für Doppelweichen gebaut worden sein.
Das Fallen des Rades vom Schienenkopf in die Spur kann aber weder als komfortabel noch als materialschonend und damit nicht als zukunftsfähig angesehen werden.
Diese Erfindung des Heidelberger Maschinenmeisters Fr. Wohnlich wird 1847 ausführlich im Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens besprochen. Offensichtlich wird die Bauart schnell wieder vergessen, denn in der gleichen Zeitschrift (Herausgeber jeweils Edmund Heusinger von Waldegg) wird eine identische Vorrichtung 1870 als Neuheit aus den USA vorgestellt.
Weichen mit Zungen
Weichen mit gelenkig angeordneten Zungen (u.a. auch Wechselschienen) ist die erste in den englischen Gründerjahren verbreitete Bauform, deren Prinzip sich mit Modernisierungen hierzulande über hundert Jahre gehalten hat. Einige solcher “moderner” Weichen findet man noch heute in Eisenbahnbrachen.
Württemberg/Bayern
1847
Die ersten Weichen haben unterschiedlich lange Zungen, im Abzweig sind sie kürzer. So kommt man an den Spitzen ohne Spurerweiterung aus. Eine Zutat, die R. Stephenson zugeschrieben wird, ist die Zwangsschiene (Radlenker) auf der Seite des Abzweigs. Da ist die kürzere Zunge für den Abzweig allerdings unbeweglich und um ausreichend Platz für die Spurkränze zu lassen, noch ein gutes Stück kürzer. Die Radlenker dienen auch dem Zweck, dass die die Weiche stumpf befahrenden Züge gut aus der Weiche geführt werden. Vor allem wenn bei Bogenfahrt die Zunge des geraden Strangs aufgefahren wird, sollen die Radsätze dadurch gehindert werden, auf die Fahrschiene aufzuklettern.
Die abgebildete Weiche aus Württemberg (und auch Bayern) von 1846/47 hat bereits zwei bewegliche Zungen (eine französische Weiterentwicklung, 1842), die gekuppelt sind. Die Zunge für den Abzweig ist gegenüber der festen Variante etwas länger, die Anschlagschienen (Backenschien) sind im Bereich der Zungen stark bearbeitet, damit die Zungen nicht zu dünn werden müssen.
Das sind die letzten Bauarten mit ungleich langen Zungen, Weichen mit gleichlangen Zungen haben sich als betriebstauglich erwiesen und werden als Standard empfohlen.
Berlin - Breslau
1844
Das nebenstehende Beispiel wird 1844 von der Niederschlesisch-Märkischen Eisenbahn gebaut.
Zunächst fällt der massive zimmermannsmäßig mit Schwalbenschwanzverbindungen gebaute Rahmen auf. Die wesentliche Neuerung sind aber die gleichlangen Zungenschienen, die an den Punkten g und i (linker Bildrand) auf Platten mit Drehzapfen gelagert sind.
Für die Zungen wird das normale Schienenprofil verwendet. An den Spitzen müssen sie stark bearbeitet werden, ebenso die Anschlagschienen (später Backenschienen), gut auf dem Querschnitt (Fig.2) und in der Aufsicht im Bereich der Umstellvorrichtung zu sehen. Beide Zungen sind gerade.
Es fällt in der Literatur auch der Begriff Einschlagschienen, weil die Zungenspitzen in die etwa halbierten Schienenköpfe “einschlagen”.
Das birnenförmige Gewicht am Weichenbock ist nur in der gezeichneten Zungenlage (Abzweig, Hauptfahrweg) wirksam. Beim Auffahren durch den geraden Strang fällt die Zunge so immer in die Hauptlage zurück. Für die Fahrt gegen die Spitze durch den geraden Strang kann die Stellstange eingerastet werden (Einfallhaken).
Zwischen den rollenden Radsätzen sind die Zungen in ständiger Bewegung.
Thüringen
1856
Die geschwächten Zungenschienen machen im Betrieb Probleme. In der Zeichnung ist dargestellt, wie eine Belastung bei Punkt a die Zungenspitze b hochfedern lässt. Der nächste Radsatz läuft gegen die Spitze und drückt sie wieder herunter. Das führt zu schnellem Verschleiß, möglicherweise auch zu Unfällen.
Genauso kann eine Zunge zur Seite ausfedern. Dann liegt sie möglicherweise nicht mehr dicht genug an der Backenschiene und die folgenden Radsätze werden in das falsche Gleis geführt.
Manche Bahnverwaltungen ersetzen die Zungen durch massivere Profile - hier ist es ein einfacher Vierkantstab.
Bei diesem Beispiel aus Thüringen werden unter die Zunge die “Futter” c montiert, mittels deren die Zunge über den Schienenfuß gleiten kann. Die Zungen führen die Gleitstücke sozusagen mit sich (später und bis heute werden sie auf den Gleitstühlen verschoben).
Unterschlagende Zungen
Eine wirkliche Verbesserung bringen unterschlagende Zungen. Die Köpfe der Anschlagschienen (Backenschienen) werden nicht mehr geschwächt und die Zungenschienen werden so bearbeitet, dass sich die Spitzen der Zungen unter die Köpfe der Backenschienen legen. Dadurch werden die Zungenspitzen entlastet und die Lagestabilität der Zungen erheblich verbessert.
Österreich
1853
Bei diesem Beispiel fallen daneben noch auf:
Stützknaggen, die das seitliche Verdrücken der Zungen verhindern. Hier sind sie an den Zungen selbst angebracht, später an den Backenschienen.
Starke Befestigungen mit seitlicher Abstützung der Backenschienen in der Zungenvorrichtung (Fig. 8)
Bayern
1868
Auf dieser Zeichnung sieht man sehr gut die Bearbeitung der Füße von Backen- und Zungenschienen (gleiche Profile) .
Die Zungen werden nicht um einen Zapfen o.ä. verschwenkt. Die Zunge ist am Drehpunkt in einem sogenannten Drehpunkt- oder Wurzelstuhl verspannt. Dazu an anderer Stelle mehr.
Stützknaggen werden hier bereits an den Backenschienen montiert.
Bayern
1869
Bei diesem Weichentyp handelt es sich eine verbesserte ältere Bauart.
Bemerkenswert sind die drei Rundeisenverbindungen zwischen den Anschlagschienen (Backenschienen). Sie gehen durch die Stege der Zungenschienen und hindern die Zungen so am Aufsteigen unter dem rollenden Zug.
Baden
1869
Die Zungen dieser Weiche werden auch noch aus den Regelschienen hergestellt.
Die Stellstange führt durch die Stege der Backenschienen. Das verleiht der Zungenspitze gute Führung und mehr Stabilität.
Die Stellstangen wird wahrscheinlich etwas länger ausgeführt werden als auf der Zeichnung dargestellt, damit sie beim Öffnen der (linken) Zunge nicht die Führung in der Anschlagschiene verliert.
Preußen Ostbahn
1869
Bei dieser Bauart liegt die Zungenvorrichtung auf einer durchgehenden ½” starken Blechplatte.
Die Zunge wird noch aus einem normalen Schienenprofil gefertigt. Das ist aber niedriger als die Fahrschienen und liegt auf Gleitstühlen. Dadurch kann die Bearbeitung der Fahrschienenfüße entfallen. Der Querschnitt zeigt skizzenhaft die seitlichen Anschläge für die Zunge im Wurzelbereich.
Köln - Minden
1853
Die Zungen aus normalen Schienen erweisen sich auf Dauer als zu schwach.
Die Köln-Mindener Eisenbahn beschafft eine neue Weichenbauart mit einem speziellen Zungenprofil (Fig. 3), das in den Bereichen, wo es den Zug trägt, auch bearbeitet noch ausreichend stark ist.
Die Zungen werden um Zapfen verschwenkt und gleiten auf hohen Stühlen (Fig. 2). Neu ist auch die durchgehende Zungenplatte (eine Herzstückplatte ebenfalls) aus geschmiedetem Eisen.
Unterschlagende Zungen aus besonderen Zungenprofilen werden im Verein deutscher Eisenbahnverwaltungen zum Standard für Weichen, die in Gleisen des Durchgangsverkehrs liegen.
Auch gut zu sehen: Bei der KME sind die Schienen auch in Weichen geneigt.
Sachsen
1878 (in Betrieb)
Zeichnungen von Weichen auf eisernen Langschwellen sind eher selten.
Österreich Nordwestbahn
1882 (in Betrieb)
Hier werden die Langschwellen des Gleisoberbaus aufgeschnitten und zu breiteren Stücken zusammengenietet, um eine größere Auflage für die Gleitstühle zu erhalten (vgl. oben Sachsen).
Die Schienenneigung 1:16 läuft durch die Zungenvorrichtung.
Empfehlungen für die weitere Entwicklung
Die Technikerversammlungen des Vereins deutscher Eisenbahnverwaltungen legen sich schon bald auf Weichen mit Zungen als beste Bauart fest. 1850 werden verschieden lange Zungen noch befürwortet (§ 109).
Schleppschienenweichen sollen nur noch in Nebengleisen verwendet werden (§ 111).
1866 wird die Länge der Zungen nicht mehr erwähnt, gleichlange Zungen sind inzwischen Standard (§ 66).
Eine Befragung ergibt 1868/69, dass noch zwei Unternehmen Schleppweichen allgemein anwenden. Vermutlich heißt das: sie liegen da auch noch in Hauptgleisen.
Das ist der passende Moment, einen Blick auf die
Zungenprofile
zu werfen
Solange Fahrschienen und Zungenschienen aus identischen Regelschienen hergestellt werden, müssen sie hier nicht besonders erwähnt werden.
Eine wesentliche Entwicklung ist der Wechsel zu niedrigeren Profilen für die Zungen. Auf diese Weise kann die Bearbeitung der Zungenfüße (und oft auch der Backenschienenfüße) minimiert werden.
Zuerst werden Vignolschienen verwendet.
Günstiger für die Fertigung sind spezielle Zungenprofile. Die sind so kräftig, dass die Fahrkante der Zungen über ihre gesamte Länge von möglichst viel Material unterstützt wird. Sie werden so breit gewalzt, dass die Kippgefahr gegen Null geht. Die Köpfe werden wie bei den zugehörigen Fahrschienen profiliert (siehe Beispiele unten).
Beispiele
Die fortschreitende Entwicklung bringt einen sparsameren Materialeinsatz unter Beibehaltung der geforderten Stabilität.
oben bereits gezeigt: Köln-Minden 1853. Weitere Profile sind in diversen Querschnitten in diesem Aufsatz zu sehen.
Baden
1899
Zunge für Weichen mit 140 mm hohen Schienen
Sachsen
1899
Zunge für Weichen Va
Preußen
1900
Profil für Drehstuhlzungen für Weichen 8a
Preußen
1900
Profil für Federzungen für Weichen 8a
Preußen
1924
Profil für Drehstuhlzungen für Weichen 8a
Reichsbahn
1929
Zunge Zu 2-49 für Gelenk- und Federzungenweichen S 49
ab 1936 für Federschienenzungen in Kreuzungsweichen 500
bei der Bundesbahn für Federschienenzungen aller vorgesehenen Regelweichen 49
ab 1958 an den Verschleiß angepasste Kopfform und wie die S49 1 mm höher
Bundesbahn
1970
Zunge Zu 1-60 für UIC60-Weichen
Bundesbahn
1979
Zunge Zu 1-54 für S54-Weichen
Gelenkig angeordnete Zungen
Die gelenkigen Bauarten der Zungenwurzelbefestigung aller Varianten haben drei wesentliche Aufgaben:
Ermöglichung der erforderlichen Drehbewegung im Schwenkbereich von Anliegen bis Abliegen an bzw. von der Backenschiene
Sicherung der Zungen(wurzel) gegen Wandern, Abheben und Kippen
Freihaltung des notwendigen Raumes zwischen Zunge und Backenschiene für die Spurkränze bei abliegender Zunge (Spurkranzrille)
Zwei Grundformen werden entwickelt:
Verbindung der Zungenwurzel mit der anschließenden Zwischenschiene (Anschlussschiene) durch Laschen oder ähnliche Bauteile (Anschlusslaschen, Wurzelstuhl), die die notwendige Bewegung zulassen
Lagerung der Zungenwurzel auf einem mehr oder weniger starken Zapfen, um den sich die Zunge verschwenken lässt (Drehstuhl)
Die Bauformen mit Laschen definieren keinen geometrischen Drehpunkt der Zunge.
Die Konstruktions- bzw. Verwendungsdaten der folgenden Beispiele lassen sich nicht immer eindeutig feststellen. Die Jahresangaben beziehen sich in der Regel auf die Veröffentlichung in der Fachliteratur.
Im Handbuch für specielle Eisenbahn-Technik (1873, Hrsg. Edmund Heusinger von Waldegg) werden die Anschlusslaschen als völlig ausreichend bezeichnet, Drehstühlen prophezeit man keine Zukunft. Wenige Jahre später dominieren sie die Konstruktionen.
Anschlusslaschen
Bayern
1869
Die Bayerische Ostbahn verbindet Zunge und Anschlagschiene zusätzlich mit einem Bolzen (dazu ein Rohrstück als Abstandshalter). Das sichert den Abstand für den Durchlauf der Spurkränze an der Zungenwurzel.
1868
Andere Weichen erhalten massivere Abstandsklötze.
Sachsen
1878
In Sachsen werden zusätzlich breite Blechklammern für die Niederhaltung von Zungen und Backenschienen verbaut.
Der Abstand für die Spurkranzrille wird durch eine Hülse auf einer Schraube gesichert.
Die Begrifflichkeit ist manchmal verwirrend. Drehpunktstuhl (siehe rechts) hat hier nichts mit Drehzapfen, Drehstühlen, Drehgelenken oder ähnlichen zu tun. Es bedeutet nur, dass die Zungenwurzel auf einem Stuhl aufliegt. Stuhl ist ein Begriff für das Schienenauflager.
Das kann eine Platte sein, wie bei den Beispielen aus Bayern und Sachsen. Mit der Verwendung von niedrigeren Schienen und dann speziellen niedrigeren Zungenprofilen muss das Lager dicker ausgeführt werden. Die gesamte Konstruktion im Bereich Zungenwurzel - Backenschiene - Anschlussschiene wird aufwendiger. Damit ist der Übergang zum Wurzelstuhl bereits auf dem Weg.
Breslau - Freiburg
1878
Das Unternehmen hält auch nach dem Übergang auf niedrigere Zungenschienen die einfache Laschenverbindung für ausreichend. Zur Lagesicherung (Spurrille zwischen Zunge und Bachenschiene) liegen die Zungen in Aussparungen des Auflagers.
Oberschlesien
1884
Die beiden Bauarten sind 1884 bereits mehrere Jahre in Betrieb.
Die Zeichnungen können verwirren. Beim Secundärbahnmodell (links) geht die Zunge nach unten weg, ist mit der Backenschien verschraubt. Die Zunge der Hauptbahnanordnung verläuft zum oberen Bildrand. Sie ist mit den Laschen nur durch eine Schraube verbunden. Der Abstand zu Backenschien wird durch eine nachstellbare Schraube gesichert.
Wurzelstuhlzungen
… müssen nicht zwingend von den Systemen mit Anschlusslaschen abgegrenzt werden. Ich mache das hier, weil die Beispiele
wesentlich massiver ausgeführt werden und verschraubte Futterstücke die zentralen Verbidungselemente sind.
eine hohe Liegedauer bis ins 20. Jahrhundert hinein erreichen.
und weil die Sächsische Staatseisenbahnenden den Begriff Wurzelstuhl für die Konstruktion pflegen.
Bayern
1866
Das Kriterium für die Anwesenheit in diesem Abschnitt ist das Futterstück, über das Backenschiene, Zunge und Anschlussschiene verbunden werden. Später werden die inneren Laschen Teil dieses Futterstücks.
Zungen und Fahrschienen sind identische Regelprofile.
Einschlagschienen = Anschlagschienen = Backenschienen
Sachsen
1892
Die Zunge ist eine niedriges spezielles Zungenprofil, das aber an der Wurzel zum Regelprofil Va umgeschmiedet wird. So kann das große Futterstück mit durchgehenden Anlageflächen Zunge und Anschlussschiene verbinden. Die Lasche (unterhalb der drei Muttern) erlaubt der Zunge schon ein wenig Spiel, der Bolzen rechts sichert die Zungen nur gegen ein Abheben oder Herausrutschen.
Die Sachsen bevorzugen diese Konstruktion bis zur Überführung in die Reichsbahn.
Drehstuhlzungen
… (auch Drehgelenkzungen) haben einen Drehzapfen, der direkt in die Zunge eingreift. Bei späteren Konstruktionen wird er auch aus der Zungenwurzel geformt.
Für die Niederhaltung der Zunge, Wanderschutz und Abstandssicherung werden Elemente derAnschlusslaschen-Bauarten übernommen.
Damit es nicht zu umfangreich wird, beschränke ich mich wenige Beispiele.
Taunusbahn
1869
Die Zunge wird mit einfachen verkeilten Klemmplatten auf dem massiven Stuhl fixiert.
Köln - Minden
1871
Braunschweig
1878
Österreichische Nordwestbahn
1878
K.E.D. Elberfeld
1884
Die Konstruktion entsteht, als die preußischen Direktionen die Materialien für Gleis- und Weichenbau noch eigenständig beschaffen und gestalten.
1885 werden dann die Bestimmungen zum einheitlichen Oberbau und einheitlichen Weichen herausgegeben (s.u.)
Preußen
1886
Die Bauart erhält das Kurzzeichen Dr.
Bayern, Baden & Württemberg
1917
Gelenkzungen
Die Drehstuhlzungen bekommen zur Jahrhundertwende Konkurrenz. Es sind nicht die - wie die Überschrift vermuten lässt - Gelenkzungen, sondern die Federzungen. Die Drehstuhlzungen werden von einigen Ingenieuren weiterhin bevorzugt, unter anderem, weil sie
eine geringere Umstellkraft erfordern, was gerade für ferngestellte Weichen wichtig ist.
wesentlich kürzer gebaut werden können als Federzungen und sich deshalb für Kreuzungsweichen anbieten.
Die Drehgelenke werden weiterentwickelt: Die Zungen werden nicht mehr auf die Zapfen aufgesetzt, sondern das Zungenauflager wird jetzt drehbar auf einer Zungenplatte gelagert, es erhält einen kurzen Zapfen mit einem deutlich größeren Durchmesser als die Drehstuhlzapfen, was die Stabilität erhöhen und den Verschleiß mindern soll. Das wird Gelenkstück genannt, die Zunge wird darauf montiert. Laschen und große Futterstücke zwischen Zwischenschiene, Backenschiene und Zunge stabilisieren Konstruktion, ähnlich wie es schon bei den letzten Drehstuhlzungen zu sehen ist.
Bei den ab 1929 gebauten S49-Reichsbahnweichen dominiert die Gelenkzunge. Sie wird in allen Weichen verwendet (außer KW 500), während die Federzungen nur in EW 190, 300 und 500 verbaut werden. Auch die große EW 1200 (100 km/h im Abzweig) wird nur mit Gelenkzungen gebaut.
Von den S49-Rbw werden nur die EKW und DKW 300 bis in die Bundesbahnzeit ausschließlich mit Gelenkzungen gebaut. Sie werden 1960 aus der Liste der Regelbauarten gestrichen.
Die Bauart erhält das Kürzel Gz.
Maschinenfabrik Vögele
1917
Reichsbahn (Preußen)
1924
1924 lösen Gelenkzungenvorrichtungen die Drehstuhlzungen der Weichen mit Schienen 6 und 8 ab.
Die Gelenkplatte Dr1 liegt nicht mehr unter der durchgehenden Zungenplatte wie bei der Drehstuhlbauart, sondern sie wird angenietet (die elf Niete links).
Die Klemmung der Zungen im Gelenkstück mit zwei Schrauben wird 1928 von einer geschweißten Version abgelöst.
Reichsbahn Rbw mit S 49
1929
Die Reichsbahn verzichtet auf die durchgehende Zungenplatte, die Gleitstühle/Gleitstuhlplatten liegen direkt auf den Schwellen (Holz oder Stahl). Der Gleitstuhl vor dem Gelenkstück wird auf die Gelenkplatte aufgeschweißt.
Nach ersten Ausführungen mit ans Gelenkstück geschweißten Zungen bevorzugt die Reichsbahn doch die lösbare Bauart.
Zungengelenk einer EW 190, Bf Rosdorf 2009
Die Drahtverbindung Zwischenschiene/Zunge dient der knisterfreien Rückstromleitung. Die Weiche liegt in einem elektrifizierten Gleis.
Reichsbahn (Preußen)
1942
Die letzte Gelenkzungenneuerung der Reichsbahn betrifft die reichlich vorhandenen preußischen Weichen mit Schienen 8. Einige Teile werden vereinfacht, Zunge und Gelenkstück werden verschweißt, weitere Verschraubungen durch Schweißnähte überflüssig.
Federzungen
1902 werden auf einer Ausstellung in Düsseldorf neuartige federnde Zungen vorgestellt, Betriebsversuche laufen seit 1900 im Bezirk Essen. Die Idee soll zwar nicht völlig neu sein, aber offenbar hat der Bochumer Verein eine betriebstaugliche Ausführung angeboten, die sich bewährt.
Lobende Ausführungen darf man ruhig auch relativieren. Die Funktion des Hakenverschlusses (und anderer klammernder Spitzenverschlüsse) kann immer noch gestört werden, Wanderbewegungen der Backenschienen können das Zusammenspiel von Verschlussstück (Backenschiene) und Verschlusshaken (Zunge) stören, genauso wie temperaturbedingte Bewegungen.
Für die Bauart wird das Kürzel Fz verwendet.
In Abb. 5 (rechts) ist skizziert, dass ein Radsatz eine nicht sauber anliegende Gelenkzunge zerstören kann.
Abb. 6 zeigt das gleiche Ereignis in einer Federzungenvorrichtung. Es entsteht kein Schaden, da die Zunge wegfedern kann.
Es geht dabei um den Wettbewerb zwischen den Bauarten - die eigenen Vorteile betonen und Nachteile bei anderen Bauarten suchen.
Die Möglichkeit der in Abb. 5 dargestellten Schäden wird von Konstrukteuren der Drehgelenke eingeräumt, allerdings schon Jahrzehnte vor Einführung der Federzunge. Einige Betriebe bauen deshalb Sollbruchstellen (schwächere Bauteile) in die Gelenke ein, damit die teuren Zungen nicht beschädigt werden.
Preußen
1905
EW 245
Reichsbahn
1929
EW 300
Zungenplatte einer EW 300, Bf Rosdorf 2009
Die Erfindung der Federschienenzunge - eine Notlösung
Federzungen sind zu lang für den knappen Bauraum in Kreuzungsweichen, wenn sie mit den stellwerksüblichen Mitteln und Kräften bewegt werden sollen.
Die DKW-Zeichnung zeigt, dass auf die später übliche Schwächung des Regelschienenfußes noch verzichtet wird.. Das Schienenprofil 6 ist aber auch zierlicher und leichter zu verbiegen als beispielsweise die bekannte S 49-Schiene.
Die Geschichte wiederholt sich drei Jahrzehnte später: Die Kreuzungsweichen des Reichsbahnweichenprogramms werden wegen des Bauraumes auch nur mit Gelenkzungen gebaut. Für die 1936 eingeführten EKW und DKW 500 sollen die günstigen Eigenschaften der Federzungen genutzt werden, auch da hilft der Kniff mit den federnden Anschlussschienen. Die großen Kreuzungsweichen bleiben erst einmal die einzigen Reichsbahnweichen mit Federschienenzungen. Dazu und zu den Änderungen bei der Bundesbahn gibt es einen Abschnitt im Aufsatz Weichenhistorie. (Bei Gelegenheit muss ich die Gliederung der ganzen Website mal überarbeiten, jetzt ist es erstmal so…)
Die Bauart wird mit dem Kürzel Fsch gekennzeichnet.
Der Aufbau der Zungenvorrichtungen auf durchgehenden Zungenplatten wird allgemein positiv bewertet. Die Verbindung von Zunge und Regelschiene geschieht mit 6-Loch-Laschen, erkennbar an den jeweils sechs dünnen Linien (rechtes Ende der Zungenplatten). Der federnde Schienenabschnitt (fehlende Befestigungen) wird bei anliegender Zunge durch Knaggen abgestützt (Darstellung eher symbolisch, siehe auch Schnitt e - f in der Zeichnung unten).
Die Zeichnungen oben und rechts illustrieren den Umbau einer einfachen Weiche zu einer mit Federschienenzungen (den Begriff gibt es zu der Zeit noch nicht). Nach dem gleichen Muster werden auch erste neue Weichen mit Schienen 6 gebaut. Sie sollen im Bezirk Oldenburg verlegt worden sein.
Wenn stärkere Profile als die preußische Schiene 6 verwendet werden, ist zu erwarten, dass der Fuß für die erforderliche Biegsamkeit geschwächt werden muss. Da haben manche Kollegen Bedenken.
Reichsbahn
1936
Die Reichsbahn begnügt sich für ihre S 49-Konstruktionen neben der Gelenkzunge mit der Federzunge auf der speziellen Zungenplatte. Die Federschienenzunge wird nur versuchsweise in diverse Länderbahnweichen eingebaut.
Wie oben schon erwähnt findet die Zunge mit dem federnden Regelschienenteil dann 1936 doch Verwendung in den neuen Kreuzungsweichen mit 500 m Halbmesser.
Hier ein Ausschnitt aus der EKW-Zeichnung.
Die Schwächung des S49-Fußes ist ganz gut zu erkennen. Ohne diese Bearbeitung wäre die Zunge mit handelsüblichen Stellwerksmitteln nicht zu verbiegen.
Rechts noch einige Ausschnitte aus der Bearbeitungsvorschrift.
Die Masse der DRG-Federschienenzungenweichen sind Länderbahnweichen.
Federzungen
Bauart ohne Zungenplatten
Die ersten grundsätzlichen neuen Weichenkonstruktionen der Bundesbahn sind die UIC 60-Weichen, die ab Ende 1972 gebaut werden. Diese werden zunächst mit Federschienenzungen (Fsch) ausgestattet, wie sie bereits seit Anfang der fünfziger Jahre für S 49-Weichen verwendet werden.
Bei Einführung der S 54 1963 werden keine Weichen mit der neuen Schiene vorgesehen, die S 49-Weichen hält man für ausreichend. Verschweißte Stöße sorgen für problemlose Übergänge zwischen den unterschiedlich hohen Profilen.
Schließlich sollen aber doch auch die Weichen der Gleiskonstruktion entsprechen, heißt: Die S 54 soll langfristig die S 49 ersetzen, deshalb müssen Weichen her, die ebenfalls eine höhere Belastbarkeit bieten. Ab 1979 wird eine Nullserie von Weichen mit 190, 300 und 500 Metern im Halbmesser verlegt (Die UIC 60-Weichen gibt es erst ab 300 m-Radius).
Bei der Gelegenheit wird die Konstruktion der Federschienenzunge hinterfragt. Der Schweißstoß zwischen Zunge und Regelschienenteil (Federstelle) gilt als kritischer Bereich und wird seit jeher mit Sicherheitslaschen überdeckt. Die geplanten höheren Belastungen (22t Achslast) und Geschwindigkeiten bis 200 km/h im geraden Strang legen nahe, den Schweißstoß wieder in den verspannten Bereich zu verschieben. Die Zungen haben keinen federnden Regelschienenabschnitt mehr, stellen also eine Rückkehr zur Federzunge dar, nur jetzt ohne Schwächung des Zungenfußes und ohne Zungenplatte.
Zungen und Backenschienen werden für den Wanderschutz gekoppelt. Bei den ersten Weichen werden dafür Futterstücke eingebaut (Foto unten). Die Serien erhalten weniger starre Kombinationen aus Gabel (Backenschiene) und Zapfen (Zunge), die für Weichen aller Radien und Neigungen geeignet sind (Foto rechts).
Das Foto einer EW 500 in Osnabrück Hbf (2017) zeigt die Zungenwurzeln. Die Zungen beginnen an den deutlichen Schweißwülsten, die Enden sind zum UIC 60-Profil umgeschmiedet. Auf den ersten drei Schwellen werden die Zungen fest verspannt. Die neuen Federzungenweichen werden nur mit Spannklemmenbefestigungen gebaut.
Die Osnabrücker Weiche ist die aktuelle Ausführung, diese EW 500 im Bf Rosdorf liegt seit Mitte der 80er (die Gleisverbindung wird allerdings 2010 abgeräumt).
ABW (aus Grundform EW 760) in Marl 2017
Gerade Zungen oder gebogene Zungen
siehe dazu auch: Die Geometrie der Zungenspitzen
Die Zungen/Schleppschienen der ersten Weichen sind gerade. Das vereinfacht und verbilligt die Herstellung und die Lagerhaltung, es muss nicht nach Rechts- oder Linksweichen unterschieden werden. Über Bögen in der Weiche wird erst nachgedacht, als höhere Geschwindigkeiten und Lasten bleibenden Eindruck bei dem rollenden und liegenden Material und nicht zuletzt auch bei den Reisenden hinterlassen.
Die Köln - Mindener - Eisenbahn verlegt ab etwa 1870 eine neue Weichengeneration und entschließt sich zu gebogenen Zungen im abzweigenden Strang.
1878 ergibt eine Befragung des Technikerverbandes noch einen sehr hohen Anteil an Vertretern der ausschließlich geraden Zungen.
Die Preußischen Staatsbahnen legen sich 1885 für ihre Einheitsweichen auf gekrümmt Zungen fest. Es werden fahrtechnische, finanzielle und auch konstruktive Vorteile gesehen.
Aber auch 1903 (neue Befragung der Verbandmitglieder) hat sich die Ansicht noch nicht überall durchgesetzt.
Zungenbearbeitung
Die Bearbeitung bzw. die Herstellung der Zungen ist verknüpft mit der Entwicklung der Eisengewinnung und -verarbeitung und der damit möglichen und erforderlichen Bearbeitungsmethoden.
Für die Gestaltung des in einer Spitze auslaufenden Zungenkopfes etabliert sich das Hobeln. Hier interessiert die Bearbeitung moderner spezieller Zungenprofile, dazu habe ich ein Beispiel aus dem zweiten preußischen Weichenprogram ausgewählt. Das kann man gut lesen, während die Ausgabe von 1886 in einer wunderschönen Handschrift - aber für mich nicht lesbar - vorliegt.
Ein wesentliches Konstruktionselement der moderneren Zungen ist das Abknicken in Richtung Gleisachse. Dadurch wird erreicht, dass die Fahrkante an der Zungenspitze immer noch von reichlich Material unterstützt wird. Eine ungefähre Richtgröße für den Knickpunkt ist die Stelle, an der Zungenkopf und Backenschienenkopf (geometrisch) zusammenstoßen. An dem Punkt sind beide Köpfe gleich breit und ab da muss der Zungenkopf zur Spitze hin immer schmaler werden.
Die Zunge muss die Fahrkante und auf der Anschlagseite eine Anlagefläche erhalten, die mit einer entsprechenden Bearbeitung der Backenschiene korrespondiert.
Es gibt diverse Bauformen von Zungenvorrichtungen. Bei den Privaten und Länderbahnen werden beispielsweise die gebogenen Backenschienen oft (bis zu dreimal) geknickt, um für die gerade Zunge eine lineare (einfach herzustellende) Anlagefläche zu schaffen.
Jetzt zu der preußischen Musterzunge, es handelt sich um die gebogene Zunge einer EW 190.
Das Fertigprodukt sieht so aus:
Und hier das Rezept. Ich vertraue ganz auf Euer technisches Vorstellungsvermögen und spare mir erstmal die zeichnerische Darstellung der Arbeitsschritte. Wichtig: Hobeln ist ein lineares Verfahren. Für gebogene Fahrkanten werden die Zungen so verbogen, dass die gebogene Linie zu einer Geraden wird. Nach dem Hobeln wird zurückgebogen.
Zungenbearbeitung
Die Maschinen
Außer an den Fahr- und Anschlagseiten werden Zungen noch für die Montage eines oder mehrerer Verschlüsse, Beistellvorrichtungen und Laschen bearbeitet. Außerdem werden die Füße für Biegestellen geschwächt oder für die Aufnahme in Gelenkstücken angepasst. Alle diese Arbeiten werden mit Bohr- und Fräsmaschinen erledigt, moderne Anlagen können diverse Arbeitsgänge auch kombinieren.
Hier liegt der Schwerpunkt auf den Maschinen für die Herstellung der Fahr- und Anschlagkanten, den Hobelmaschinen. Das sind Geräte mit feststehenden Werkzeugen (Hobelmesser) und einem beweglichen Tisch, auf dem das aufgespannte Werkstück am Werkzeug entlanggefahren wird. Diese Maschinen müssen also immer noch etwas länger als die doppelte Bearbeitungslänge sein. Sehr lange Zungen können auch umgespannt werden, wenn die Arbeitslänge nicht reicht.
Bis 1959 arbeitet das Weichenwerk Witten noch mit Maschinen aus der Reichsbahnzeit, die jüngsten sind von 1942. 1959 gibt es den dringend benötigten Ersatz.
Die größere der beiden neuen Hobelmaschinen hat folgende Daten:
Anders als auf dem Demofoto werden immer zwei Zungen aufgespannt und gleichzeitig bearbeitet. Die Zungen der EW 1200 müssen umgespannt werden.
Die Bundesbahn beschafft für die Serienfertigung der neuen Weichen mit UIC60-Schienen zu Anfang der 70er Jahre neue Hobelmaschinen. Die sind natürlich auch für S49-Weichen geeignet und ein paar Jahre später für die S54-Weichen.
Auf der Maschine werden immer zwei Zungen parallel bearbeitet.
Die EW 1200-Zungen können in einem Arbeitsgang bearbeitet werden, zukünftige Entwicklungen hat man im Blick.
Ich bin neugierig, ob sich an den Verfahren durch den Einsatz digitaler Maschinensteuerung Änderungen ergeben haben. Besuche im Werk Witten sind seit Jahren nicht möglich, ersatzweise habe ich eine schriftliche Anfrage losgeschickt. Eine Antwort habe ich erhalten, die ist mit Verweis auf interne Schutz- und Sicherheitsvorgaben leider nicht sachdienlich.
Fräsen statt Hobeln
Die vorhandenen Hobelmaschinen der Preußen sind für die neuen Federzungen, die gut doppelt so lang wie die entsprechenden Drehstuhl- oder Gelenkzungen werden, zu kurz. Man scheut die Beschaffung einer über 20 Meter langen Hobelmaschine und beauftragt deshalb eine kürzer bauende Fräse mit verfahrbarem Portal für die Werkzeuge.
Die Anlage ist für die gleichzeitige Bearbeitung von vier Zungen ausgelegt.
Über die langfristige Bewährung, Nachbauten oder Weiterentwicklungen ist nichts bekannt.
Inwieweit die Leistungsdaten (Versuchsphase) der Maschine mit denen der deutlich jüngeren Bundesbahnmaschinen vergleichbar sind, will ich nicht beurteilen. Die Zahlen können auch verwirren, Schnittgeschwindigkeit bedeutet nur: Rotationsgeschwindigkeit des Werkzeugs am Fräserumfang. Es sagt nichts über den Vorschub oder die Spanabnahme aus.
Stützknaggen
Bei der Vorstellung älterer Zungenvorrichtungen habe ich dann und wann auf Stützknaggen hingewiesen, Bauteile, die das seitliche Ausweichen der im beweglichen Teil instabilen Zungen verhindern sollen.
Die Anwendung ist uneinheitlich, zum Ende des 19. Jahrhunderts werden sie empfohlen. Gelenkzungen sind kurz und weniger anfällig aber mit Einführung der längeren Federzungen ergibt sich eine größere Notwendigkeit, die sichere Lage der Zungen zu unterstützen.
Preußische EW 245 Fz, pro Zunge werden zwei Stützknaggen eingebaut.
Die Reichsbahnweichen erhalten kräftigere Ausführungen. Für die verschiedenen benötigten Längen gibt Rohlinge, die dann je nach Einbaustelle gemäß Tabelle passend bearbeitet werden.
Die Bundesbahn verzichtet bei den Gelenkzungen der EW 190 auf die Knagge #6 für die gebogene Zunge.
Maße gelten für die Backenschiene (8400 mm lang).
Auch bei den gebogenen Federzungen ist #6 entbehrlich.
Maße gelten für die Backenschiene (12244 mm lang).
Die Federschienenzungen erhalten einige Knaggen mehr. Ohne Zungenplatte ist die nicht abgestützte Länge größer als die der Fz (bei gleicher Grundlänge von 1 m).
Nach Entfall der #6 (vor 1960) wird die Positionierung neu geregelt.
Auch die 1958 von der DB gebaute EW 760 erhält nur 6 Stützen je Zunge.
Die moderne Nachfolgerin mit Fz (Walzzeichen 1997) kann mit wesentlich mehr Stützknaggen aufwarten, bei fast identischer Zungenlänge)
Wenn der Abstand zu groß wird, wird ein Anschlagstuhl aufgeschweißt
EW 140 Fsch nach Industrienorm
Nicht zeichnungsgerechte Sk 17 an einer EW 300 Fz
Ausblick
Einige Aspekte der Zungenvorrichtungen fehlen noch. Die Umstellvorrichtungen werden hier nicht besprochen, die erfordern einen eigenen Beitrag. Irgendwann folgt noch etwas zu
Schienenbefestigungen in den ZV und
Umstellerleichterungen
Quellen
Einige Scans wurden für eine bessere Übersichtlichkeit bearbeitet. Die Inhalte wurden dadurch nicht verändert.
Atlas zur technischen Beschreibung der Eisenbahn von Nürnberg nach Fürth, Hektor Rößler, Darmstadt 1837
siehe auch Projekt Ludwigs-Eisenbahn-Gesellschaft
Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens, Ausgaben 1846 - 1917
Eisenbahn-Zeitung 1847
Zeitschrift für Bauwesen 1856
Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens, Ergänzungsbände 1866, 1869, 1870, 1871, 1875, 1878, 1894, 1903
Kgl. Bayer. Staatseisenb. Oberbau 1868
Handbuch für specielle Eisenbahn-Technik, Band 1 Der Eisenbahnbau 1873 (Grundlagenwerk)
Das Eisenbahn-Geleise, August Haarmann, 1891 (Grundlagenwerk)
Handbuch der Ingenieurwissenschaften, V. Band: Der Eisenbahnbau, Ferdinand Loewe u.a., Leipzig 1898 (Grundlagenwerk)
Gr. Bad. Staatseisenbahnen, Anordnung der Weichen aus 140 mm hohen Schienen auf eisernen Schwellen 1904
Die Weichen der Form 6 und 8 der Deutschen Bundesbahn, Gustav Wulfert, Mülheim/Ruhr 1952
Die Reichsbahnweichen, Gustav Wulfert, 3. Aufl., Mülheim/Ruhr 1960
Elsners Taschenbuch der Eisenbahntechnik 1976
Eisenbahntechnische Rundschau 1959, 1973, 1979
diverse Blätter der Staatsbahnen