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Kreuzungen

[463] Kreuzungen (crossings; croisements; incroci), die bei der Abzweigung oder Durchschneidung von Gleisen an der Durchdringungsstelle zweier Schienen e und d (Abb. 261 und 262) erforderliche Anordnung im Gleis, im weiteren Sinn (als Gleiskreuzung oder Durchkreuzung), auch die Gesamtanordnung einer Gleisüberschneidung.

Der Winkel α, unter dem die K. stattfindet, heißt Kreuzungswinkel; er wird entweder in Bogengraden oder, wie zumeist üblich, durch die trigonometrische Tangente in der Form eines gemeinen Bruchs mit dem Zähler 1 oder eines Dezimalbruchs angegeben (s. Herzstück).

Als untere Grenze für die Tangente des Kreuzungswinkels darf der Wert ¹/₁₄ angesehen werden. Er findet Anwendung bei Abzweigungen, die mit großer Geschwindigkeit durchfahren werden sollen. In letzterem Falle sind die niederländischen Staatseisenbahnen und die holländische Eisenbahngesellschaft neuerdings sogar bis auf ¹/₁₅ heruntergegangen.

Den geometrischen Schnittpunkt der Fahrkanten oder Achsen der Schienen nennt man die mathematische Kreuzungsspitze bzw. den mathematischen Kreuzungspunkt.

An den Kreuzungsstellen der Schienen sind für den Durchgang der Spurkränze der in dem einen Gleis laufenden Räder in den Schienen des andern Gleises Lücken offen zu halten, deren Abmessungen durch die Breite und Höhe der Spurkränze und die hierfür erforderlichen Spielräume, sowie durch den Kreuzungswinkel bestimmt werden.

Durch diese Lücken wird die Fahr- und Tragfläche der Schienen beider Gleise unterbrochen, so daß die Räder beim Übergang über die Lücken der gewöhnlichen Unterstützung und Führung entbehren und dafür zur möglichsten Verminderung von Stößen Ersatz geschaffen werden muß.[463]

Man unterscheidet:

a) einfache K. an den in Abb. 261 und 262 mit e bezeichneten Stellen, in denen die sich kreuzenden Schienen einerseits unter spitzem Winkel zu einer Kreuzungs- oder Herzstückspitze zusammenlaufen, anderseits durch die Spurkranzlücken stumpfwinklig abgeschnitten werden;

b) Doppelkreuzungen mit Doppelherzstücken an den in Abb. 261 mit d bezeichneten Stellen, woselbst die beiden Schienen einerseits unter stumpfem Winkel sich verbinden, anderseits von den Spurkranzlücken spitzwinklig abgeschnitten werden, wodurch an diesen Stellen zwei Kreuzungsspitzen entstehen.

Nur bei rechtwinkligen Gleisdurchschneidungen (Abb. 263) ergeben sich an den vier Kreuzungsstellen einander völlig gleiche Anordnungen.

A. Allgemeine Anordnungen der Kreuzungen.

a) Einfache Kreuzungen.

Ihre wesentlichen Bestandteile sind:

1. die Herzstück- oder Kreuzungsspitze s d b (Abb. 264);

2. die beiden Horn- oder Flügelschienen a k f und c k f;

3. die beiden Zwangschienen oder Radlenker z z.

Die Spitze der einfachen K. wird auf den beiden Langseiten s d und s b befahren und bei der Ausführung aus praktischen Gründen nicht bis zum Schnittpunkt m der Fahrkanten verlängert, sondern derart abgestumpft, daß sie an der Stelle s, an der sie wieder die Radlast zu tragen beginnt, mindestens 8 bis 12 mm Breite besitzt. Die Länge der Spitze ist nach Art ihrer Ausführung verschieden.

Die Flügelschienen werden durch die rückwärtige Verlängerung der von den Spurkranzlücken stumpf abgeschnittenen Fahrschienen gebildet und stets nur auf einer Seite a k, bzw. c k befahren. An der mit k bezeichneten stumpfen Ecke, dem sogenannten Knie, sind sie mit tunlichst scharfem Knick so abgebogen, daß sie mindestens bis zu dem mit g bezeichneten Punkt im Abstand der Lückenbreite parallel den Herzstückfahrkanten verlaufen; von diesem Punkt ab, der von der punktiert gezeichneten äußeren Grenzlinie l l der Radlauffläche auf der Flügelschiene abgeschnitten wird, findet eine allmähliche Erweiterung der Lücken statt, indem die Flügelschiene nach außen abgebogen wird, um einen möglichst schlanken Einlauf für die Spurkränze der Räder zu erhalten.

Was nun zunächst die Abmessungen der Lücken, der sog. Spurrillen, betrifft, so darf nach § 69, 2 der TV. die Höhe der Spurkränze auch im Zustand der größten Abnutzung das Maß von 36 mm nicht übersteigen, so daß unter Berücksichtigung der zulässigen Schienenabnutzung die Mindesttiefe der Rillen mit 42 mm zu bemessen ist.

Aus Abb. 264 ergibt sich, daß die Länge k s auf die die gewöhnliche Fahrfläche der Schienen eine Unterbrechung erleidet, um so größer wird, je weiter bei gegebenem Kreuzungswinkel die Spurrille ist. Die Größe der Lücke bestimmt sich nach folgenden Erwägungen:

Wird die Weite der Lücke mit w, die Dicke des Spurkranzes mit k und dessen Spielraum mit d bezeichnet, so hat man nach Abb. 265

w = k + d.

§ 70, 1 der TV. bestimmt, daß der lichte Abstand s₁ zwischen den Rädern einer Achse im regelrechten Zustand 1360 mm zu betragen hat und Abweichungen bis zu 3 mm über oder unter dieses Maß zulässig sind, ferner daß der Spielraum der Spurkränze, nach der Gesamtverschiebung der Achse gemessen, nicht unter 10 mm und auch bei der größten Abnutzung nicht über 25 mm, somit die Entfernung s₂ von Außenkante zu Außenkante der Spurkränze, gemessen 10 mm unterhalb der Lauffläche der Radreifen, nicht unter 1410 mm und nicht über 1425 mm betragen darf.

Für die Spurkranzstärke k, ist allgemein:

In dem günstigsten Fall, nämlich wenn Räder von größerem gegenseitigen Abstände (s₁ = 1363) mit neuen nicht abgenutzten Reifen (s₂ = 1425) über die Kreuzungsstelle rollen, ist

und der Kleinstwert w₁ = 31 + 10 = 41 mm.

Der Größtwert w₂ ist erforderlich, wenn Räder mit dem geringsten gegenseitigen Abstand (s₁ = 1357) und mit einer Abnutzung des einen Spurkranzes bis auf das äußerst zulässige Maß von 20 mm an das Knie der Flügelschiene nicht anstoßen sollen. Dann ist

w₂ = 1435 – 20 – 1357 = 58 mm.

In der Praxis wählt man für die Weite der Lücke ein mittleres Maß von 50–45 mm.

Die Erweiterung der Rillen am Einlauf der Knieschienen beträgt 70–100 mm.

Während nun das Rad in der Richtung a b (Abb. 264) über die Lücke k s hinweggeht, wird es zunächst von der Flügelschiene unterstützt, u.zw. wie die Linie l l erkennen läßt, an immer weiter nach außen liegenden Punkten der Radlauffläche, je mehr das Rad sich der[464] Spitze nähert. Es muß hierbei, wenn die Tragfläche der Flügelschienen mit jener der Fahrschienen in gleicher Höhe liegt, wegen der Kegelform der Radlauffläche ein Senken des Rades und daher weiterhin, nachdem es die Spitze erreicht hat, eine Hebung eintreten.

Soll ein Stoß gegen die Herzstückspitze möglichst vermieden werden, so muß diese an der Stelle, an der sie wieder das rollende Rad zu unterstützen beginnt, um das der Kegelform des Radreifens entsprechende Maß, also um etwa 5 mm niedriger sein, als die Flügelschiene. Der Höhenunterschied wird hergestellt, indem entweder die Flügelschiene vom Knie ansteigt und die Herzstückspitze wagrecht durchgeführt wird, oder erstere wagrecht bleibt und letztere erniedrigt wird, während an dem Punkte, an dem der Radreifen die Flügelschiene verläßt (g in der Abb. 264), Flügelschiene und Herzstück wieder in einer Höhe liegen müssen. Bei der zuletzt genannten Anordnung werden Räder mit neuen Reifen gehoben und gesenkt. Um dem Umstände Rechnung zu tragen, daß sich Räder mit neuen oder mit ausgelaufenen Reifen verschieden verhalten, ist es zweckmäßig, den Höhenunterschied von der Spitze zur Hälfte durch Hebung der Flügelschiene und zur Hälfte durch Senkung der Spitze herzustellen. In der Praxis sind alle drei Anordnungen ausgeführt und haben sich bewährt.

Um die Räder in der Herzstücklücke leichter zu unterstützen, wurde früher der Boden der Spurrille so weit gehoben, daß der Spurkranz zum Auflaufen kam. Derzeit wird dieses Mittel wenig mehr benutzt, da hierbei u.a. wegen der infolge ungleicher Abnutzung auch verschieden hohen Spurkränze heftige Stöße in den K. unvermeidlich sind.

§ 40, 6 der TV. bestimmt hierüber:

»Ein Spurkranzauflauf ist in den von Zügen befahrenen Gleisen nur zulässig, wenn die Rinnentiefe mindestens 20 mm beträgt und auf die volle Länge des Spurkranzauflaufs eine Zwangschiene angebracht ist. Es wird empfohlen, diese Zwangschiene zu überhöhen und den Auflauf für beide Räder derselben Achse gleichmäßig anzuordnen.«

Die Anordnung eines Spurkranzauflaufs ist jedoch nicht zu vermeiden, wenn, wie im Fall der Abb. 266, das Rad beim Übergang über die K. von der Hornschiene im Punkt V, also ehe es die Spitze bei S erreicht hat, abläuft.

Der Kreuzungswinkel α, bei dem das Rad eben noch von der Hornschiene getragen wird, wenn es auf die Spitze trifft, ergibt sich nach Abb. 267 aus

wenn t die Breite der über die Fahrkante A B hinausragenden Radlauffläche, r die Rillenbreite und b die senkrecht zur Fahrkante gemessene Spitzenbreite ist.

Nimmt man unter Berücksichtigung des Umstands, daß der Spurkranz im ungünstigsten Fall an der Hornschiene k h anlaufen kann, die dann noch verbleibende Breite

t = 85 mm,

b = 10 mm,

r = 49 mm an, so wird

und

α = 49° 28'.

Es ist somit für Kreuzungswinkel zwischen 90 und 49° die Anwendung eines Spurkranzauflaufs erforderlich.

Trotz aller besprochenen Maßnahmen wird das Befahren einer Herzstücklücke, namentlich in Weichen, die von schnellfahrenden Zügen ohne Verminderung der Geschwindigkeit benutzt werden, wegen der Unterbrechung der Fahrkante und der wechselnden Unterstützung der Räder sowohl von den Fahrgästen als auch bei der Bahnunterhaltung lästig empfunden. Es sind daher vielfach Versuche gemacht worden, die Wirkung der Herzstücklücke unschädlich zu machen. Hierbei wird entweder die Lücke für das jeweilig befahrene Gleis durch bewegliche Teile geschlossen,[465] oder es werden die Schienen des minder wichtigen Gleises bei der K. eines Hauptgleises soweit über das letztere erhöht, daß die Spurkränze der auf dem Nebengleis laufenden Räder über die Schienen des Hauptgleises, die nicht unterbrochen werden, hinweggehen können. Unter derartigen Konstruktionen haben sich am besten Herzstücke mit beweglicher Flügelschiene bewährt, wie sie vielfach in Amerika und seit einigen Jahren auch von den preußischen Staatsbahnen verwendet werden.

Wie Abb. 264 ersehen läßt, wird auf die Länge der Spurkranzlücke k s das normale Spurmaß nicht mehr durch die beiden Fahrschienen a b und a₁ b₁, bzw. c d und c₁ d₁ begrenzt; die Aufrechterhaltung des Spurmaßes ist nun Aufgabe der beiden Zwangschienen z z, die im Abstand S₀ von den Fahrkanten a b und c d derart anzuordnen sind, daß ein Räderpaar auch bei dem größten lichten Abstand der beiden Radreifen

s_{1 max} = 1363 mm

und der zugehörigen größten Spurkranzstärke

k_max = 31 mm

sich nicht über diese Fahrkanten hinaus verschieben kann.

Es muß somit sein (Abb. 268)

s₀ = 1363 + 31 = 1394 mm.

Als Maß für die Weite der Zwangrillen folgt hiernach:

W = S – s₀ = 1435 – 1394 = 41 mm.

§ 40, 7 u. 8 der TV. bestimmt hierüber:

»Die Leitkante der Zwangschiene darf auch bei Abnutzung der Zwangschiene nicht weniger als 1392 mm von der gegenüberliegenden Herzstückspitze abstehen.

Die Zwangschienen sind an ihren Enden mit möglichst schlankem Einlauf zu versehen.«

Bei der im Jahre 1878 in Stuttgart abgehaltenen Technikerversammlung des VDEV. war empfohlen worden, unter Anwendung der normalen Spurweite gegenüber der K. die Zwangrillenweite im geraden Gleis mit 44 mm, im gekrümmten Gleis mit 41 mm zu bemessen, dieses Maß gegenüber der führungslosen Stelle nur auf 1 m Länge durchzuführen, von da ab beiderseits auf je 1 m Länge auf 65 mm zu vergrößern und die Enden der Zwangschienen auf 0∙25 m Länge entsprechend abzukrümmen. Die Gesamtlänge der Zwangschiene ergibt sich hiernach zu 3∙5 m. Diese Maßnahmen haben sich gut bewährt.

Ganz entbehrlich erscheint die Anordnung von Zwangschienen, solange die Spurkranzlücke K S (Abb. 269) kürzer ist, wie die von der Schienenoberkante auf dem äußeren Spurkranzkreis abgeschnittene Sehne.

Da die Länge der letzteren

und

ist, wenn hierbei

h die Höhe des Spurkranzes,

R den Halbmesser des Rades,

α den Kreuzungswinkel,

r die Rillenbreite und

b die Spitzenbreite bezeichnet, so ergibt sich, wenn man annimmt:

h = 25 mm

R = 500 mm

r = 49 mm

b = 12 mm

sin α = 0∙196

α = 11° 18°.

Die Zwangschienen können somit in Wegfall kommen, wenn der Kreuzungswinkel über 11°, oder die Tangente ¹/₅ und mehr beträgt.

In besonderen Fällen, in denen bei Gleisverbindungen wie in Abb. 270 zwei, oder wie in Abb. 271 drei einfache K. sich derart gegenüber liegen, daß die inneren Zwangschienen der K. A A an die Stelle der Mittelkreuzung B treffen würden, ist die eine, bzw. sind die beiden Hornschienen der K. B als Zwangschienen mit 41 mm Rillenweite anzuordnen und auch entsprechend zu verlängern.

b) Doppelkreuzungen oder Doppelherzstücke.

Als wesentliche Bestandteile sind zu nennen:

1. Die beiden Herzstücke oder Kreuzungsspitzen H₁ H₂ (Abb. 272);

2. die Hornschiene C K₁ A₁ und

3. die Zwangschiene oder der Radlenker Z Z₁.

Die Herzstückspitzen der Doppelkreuzungen werden nur auf je einer Seite A H₁, bzw. H₂ C₁ befahren; die andere, der Hornschiene zugekehrte Seite begrenzt die Spurrille und wird gewöhnlich noch durch eine kurze Flügelschiene G₁ H₁, bzw. H₂ G₂ verlängert, die indes lediglich zur besseren Führung der Räder, nicht wie bei den einfachen K. zu ihrer Unterstützung dient. Letztere wird vielmehr, wenn die Radlauffläche die Spitze oder die Fahrschiene des zugehörigen Gleises verläßt, von der zur Hornschiene gewordenen Fahrschiene des anderen Gleises in ganz gleicher Weise wie bei der Flügelschiene der einfachen K. bewirkt, und werden daher die beiden Teile C K₁ und K₁ A₁ der Hornschiene gleichmäßig befahren, weshalb auch eine Überhöhung der letzteren ausgeschlossen ist.

Hinsichtlich der bei den Doppelkreuzungen vorkommenden Rillen ist zu erwähnen, daß diese zum Teil gleichzeitig als Spur- und Zwangrillen zu wirken haben, und daher die Verhältnisse, die auf die Bestimmung und Beurteilung der Weite dieser Rillen Einfluß haben, verwickelter sind als bei den einfachen K.

Betrachtet man nun die Bewegung eines Räderpaares, das im Gleis A B (Abb. 272) in der Richtung B B₁ über die stets gleichzeitig befahrenen beiden Doppelkreuzungen einer Gleisüberschneidung rollt, so ist zunächst[466] ersichtlich, daß das bei dem Punkt K, dem Knie der Hornschiene B K D₁ angekommene und jetzt in die Lücke K H eintretende rechtsseitige Rad der Achse durch das linksseitige Rad und die Zwangschiene Z M von dem Punkt P an nur so lange sicher geführt ist, bis der äußere Spurkranzumfang des linken Rades den Knickpunkt M der Zwangschiene (Abb. 272) erreicht und die Radachse die Lage M₁ F₁ im Abstand x von M F angenommen hat.

Von da ab hört die Führung auf und beginnt erst wieder, wenn der äußere Spurkranzkreis des rechten Rads im Punkt H die Herzstückspitzen trifft und hierbei die Radachse in der Lage M₂ F₂ gleichfalls um das Maß x von der Spitze absteht.

Auf die dazwischen liegende Strecke F₁ F₂, bzw. M₁ M₂ ist daher hinsichtlich einer Fortsetzung der geradlinigen Bewegung des Räderpaares nur mit dessen Trägheit zu rechnen, so daß seitliche Stöße, die die Wagen innerhalb dieser Strecke – der führungslosen Stelle – erleiden, der Achse leicht eine seitliche Richtung geben und hierdurch ein Auffahren des Spurkranzes auf die Spitze H, sowie unter Umständen eine Entgleisung bewirken können.

Vermieden bleibt dieser Übelstand der Doppelkreuzungen nur dann, wenn der Kreuzungswinkel so gewählt wird, daß die führungslose Stelle F₁ F₂ = 0, d.h. K H= K F + 2 x wird.

Um den Kreuzungswinkel zu finden, der dieser Bedingung entspricht, beachte man, daß

wobei wieder:

S die Spurweite, r₁ und r die Weite der Zwang-, bzw. Spurrille, b die Breite der Spitze, gemessen senkrecht zur Fahrkante K D₁, h die Höhe des Spurkranzes und R den Halbmesser des Rades bezeichnet.

Nimmt man die zur sicheren Wirkung kommende Höhe des Spurkranzes h = 20 mm, und R = 500 mm an, so hat x den Wert von

und man erhält, da

ist, als Bedigungsgleichung

woraus sich, wenn man für

cos α = 1 – ¹/₂ sin² α

setzt, ergibt

Nimmt man hierbei S = 1435, r₁ = 45, r = 49 und b = 10 mm an, so wird

sin α = 0∙153

α = 8° 47 und

tg α = ¹/_6∙47.

Bei Doppelkreuzungen mit kleinerem Winkel als etwa 9° tritt daher der erwähnte Übelstand stets ein, wenn nicht in anderer Weise die führungslose Stelle verkürzt wird.

Dies kann nun durch Anwendung erhöhter Zwangschienen geschehen, nachdem hierbei, wie Abb. 273 erkennen läßt, der äußere Spurkranzkreis des linken Rades die Zwangschiene in einem höheren als Punkt M seines Umfangs und daher später verläßt, wie im Fall der Abb. 272, wodurch die Strecke M M₁ = x₁ entsprechend verlängert wird.

Das Maß dieser Überhöhung ist durch das vorgeschriebene Profil des lichten Raumes begrenzt; es soll nach den gleichlautenden Bestimmungen des § 30 der TV. nicht über 50 mm betragen und wird, um der Abnutzung der Fahrschiene Rechnung zu tragen, am besten nicht viel über 40 mm, welches Maß bei den preußischen Staatsbahnen angewandt wird, gewählt.

Der Einfluß dieser Überhöhung auf die Länge der führungslosen Stelle und die Größe des Kreuzungswinkels, bei dem diese verschwindet, wird ersichtlich, wenn man in der vorhergehenden Rechnung die Länge KH = KF + x₁ + x setzt und in dem Ausdruck für

h₁ =50 + 20 = 70 mm annimmt; es wird alsdann

x₁ = 255 mm,

d.h. es wird bei den angenommenen Zahlenwerten durch die Überhöhung der Zwangschiene die Länge der führungslosen Stelle um das Maß von x₁ – x = 255 – 140 = 115 mm verkürzt. Diese verschwindet, wenn

α = 7° 4', d.i. tg α = ¹/₈ gewählt wird.

Es kann somit bei Doppelkreuzungen die führungslose Stelle auch bei Anwendung überhöhter Zwangschienen nicht ganz beseitigt werden, wenn die Tangente des Kreuzungswinkels kleiner als etwa ¹/₈ angenommen werden muß.

Immerhin wird jedoch durch die Überhöhung der Zwangschienen die Fahrsicherheit derartiger Doppelkreuzungen in ausreichendem Maße vergrößert, wenn die Tangente des Kreuzungswinkels den Wert von ¹/₁₀ nicht unterschreitet. Für K. und Kreuzungsweichen ist im allgemeinen ¹/₉ der zweckmäßigste Wert.

Zur Verkürzung der führungslosen Stelle im Doppelherzstück wird man die Spurkranzrille[467] möglichst schmal ausführen. Nach Kopka empfiehlt es sich, die Breite bis zu 49 mm anzunehmen, dieses Maß aber von den Enden der Radlenker bis zu den Punkten K und K₁ (Abb. 272), durch Vorschieben derselben auf 45–46 mm zu verringern.

Bezüglich der Mindesttiefe der Spurkranzrille gilt das beim einfachen Herzstück Gesagte.

Da die oben angegebene Anordnung immer noch nicht ganz befriedigt, sind mehrfach Bauarten ersonnen worden, bei denen die Fahrkantenlücken für die betreffende Fahrtrichtung geschlossen werden. Die aussichtsreichste Konstruktion dürfte die von Hohenegger angegebene sein, deren grundsätzliche Anordnung in der Abb. 274 dargestellt ist. Bei ihr sind die Herzstückspitzen beweglich und werden gleichzeitig mit den Weichenzungen durch geeignete Gestänge umgelegt. Ausführungen finden sich bei der ehemaligen österreichischen Nordwestbahn. Neuerdings werden auch bei den preußischen Staatsbahnen Versuche gemacht, bei denen auf einen festen Anschluß der Herzstückspitze an die Schiene durch ein Hakenschloß besonderer Wert gelegt ist. Derartige besonders gebaute Doppelherzstücke werden immer notwendig, wenn der Kreuzungswinkel mit einer Tangente, die kleiner als ¹/₁₀ ist, angenommen wird, wie es bei amerikanischen Bahnen geschehen ist.

B. Besondere Anordnung der Kreuzungen.

a) Herzstücke.

Bei diesen kommen in Betracht:

Das zur Herstellung verwendete Material;

die Art und Weise der Verbindung mit den anstoßenden Fahrschienen unter Anwendung des festen oder des schwebenden Stoßes;

die Stellung der Schienen innerhalb der K., ob senkrecht oder geneigt.

Die Befestigung des Herzstückes auf den Schwellen mit oder ohne eine Grundplatte.

In Bezug auf das Material unterscheidet man Herzstücke, die entweder ganz aus Schienen oder aus Schienen und besonderer Gußstahlspitze zusammengesetzt sind, und im ganzen gegossene Herzstücke aus Hartguß oder Flußstahl, sog. Blockherzstücke.

α) Herzstücke aus Schienen.

Sie sind teils ausschließlich, teils neben den übrigen Arten von Herzstücken bei vielen Verwaltungen, so bei den badischen, bayerischen, sächsischen, preußisch-hessischen Staatsbahnen, österreichischen Staatsbahnen, den schweizerischen Bundesbahnen, der Gotthardbahn,[468] bei den französischen, englischen und amerikanischen Bahnen im Gebrauch, ja es wird ihnen vielfach vor den Blockherzstücken der Vorzug gegeben, weil sie sich elastischer befahren, ruhig liegen, schnell die Auswechslung einzelner schadhafter Teile zulassen und die Anwendung des schwebenden Stoßes gestatten. Die Verlegung erfolgt in der Regel auf einer Grundplatte, mit den sonst üblichen Befestigungsmitteln; bei einigen Verwaltungen, so bei den preußisch-hessischen und bei den österreichischen Staatsbahnen, jedoch nur dann, wenn Holzschwellen verwendet werden. Da sich vielfach das Schienenmaterial als zu weich erwies, hat man die Verschleißfestigkeit der am stärksten beanspruchten Teile, nämlich der Herzstückspitze und der Flügelschienen, an der Knickstelle durch Härtung zu erhöhen versucht. Auch sind Versuche mit Stahleinsätzen oder Stahlfuttern gemacht worden.[469] Jedoch liegen abschließende Urteile noch nicht vor. Empfohlen wird ferner, die Flügelschienen und die Herzstückspitze aus Stahl mit 80 kg Zugfestigkeit und 10% Dehnung herzustellen.

Bei den Herzstücken, die ganz aus Schienen hergestellt sind, empfiehlt es sich, die Verbindung der beiden, die Herzstückspitze bildenden Schienen durch Verschraubung, nicht durch Nietung herzustellen, da letztere bei einer Lockerung schwerer ausgebessert werden kann und im allgemeinen im Gleis sich nicht bewährt hat.

In Abb. 275, 276 u. 278 sind als Beispiele der entwickelten Grundsätze einige bewährte Bauarten der preußischen Staatsbahnen dargestellt, u.zw.: ein einfaches Schienenherzstück 1:9 mit Flußstahlspitze (Abb. 275); ein einfaches Herzstück 1:9 mit Schienenspitze (Abb. 276); ein einfaches Herzstück 1:9 mit Schienenspitze und beweglicher Flügelschiene (Abb. 278). Besonderer Erläuterungen bedürfen die Zeichnungen nicht. Nur sei hervorgehoben, daß entgegen dem Brauch vieler Verwaltungen, die Horn- oder Flügelschienen nicht überhöht sind. Die Fahrschienen sind ohne die im gewöhnlichen Gleis vorhandene Neigung durchgeführt. Daher müssen die Anschlußschienen zum Übergang auf die Schienenneigung eine entsprechende Verdrehung erfahren.

Besonderer Erörterung bedürfen noch die K. von normalspurigen Gleisen mit schmalspurigen, wie sie häufig in Anschlußbahnhöfen vorkommen. Das normalspurige Gleis wird in der Regel mit Zwangschienen ohne Unterbrechung durchgeführt. Das schmalspurige Gleis erhält gleichfalls Zwangschienen und wird so überhöht, daß die Räder über die Hauptgleisschienen hinweggeführt werden. Das Schmalspurgleis mit Zwangschiene wird auf die Länge der K. vielfach durch eine Rillenschiene ersetzt. Der Hauptnachteil der Bauart liegt darin, daß sich in der Fahrschiene der Schmalspurbahn eine große Lücke ergibt und die Radreifen auf die Hauptbahnschiene fallen, die allmählich eingekerbt wird und häufig zu erneuern ist. In Abb. 277 ist die allgemeine Anordnung einer solchen K. dargestellt, wie sie die Firma Josef Vögele in Mannheim ausführt.[470]

β) Gegossene Herzstücke oder Blockherzstücke; sie wurden zuerst (1858) von der Firma Gruson in Buckau, sowie von Ganz in Ofen (Ungarn) hergestellt.

Die Schwierigkeit, einen tadellosen Hartguß zu erzielen, die Neigung des Materials, an allen Stoßstellen auszubröckeln und die sich ergebende Notwendigkeit, solche Herzstücke aus schnell befahrenen Hauptgleisen in Nebengleise zu verlegen, führte immer mehr dazu, für gegossene Herzstücke Gußstahl (Flußstahl) zu verwenden (cast-steel frogs, caststeel crossings, craisements en acier fondu). Neuerdings ist man zu Stahl von besonders hoher Zerreiß- und Verschleißfestigkeit übergegangen. Der Stoß mit den anschließenden Fahrschienen ist meistens ruhend. Bei hölzernen Querschwellen wird der Block auf einer eisernen Grundplatte oder mit Unterlagsplatten verlegt, bei eisernen Querschwellen ohne sie. Die Befestigungsmittel sind die beim Oberbau gebräuchlichen. Man unterscheidet umwendbare (Wendeherzen) und nicht umwendbare Herzstücke. Ersteren (Abb. 279) liegt der Gedanke zu Grunde, den Block bei Abnutzung oder Beschädigung der einen Seite im senkrechten Sinne zu wenden und nochmals zu benutzen, wodurch die Dauer des Herzstückes erhöht werden soll. Sie haben den Nachteil einer verhältnismäßig kleinen Auflagerfläche und verursachen nach der Wendung in Folge größerer Abnutzung dieser Flächen einen unruhigen Gang der Fahrzeuge, so daß auf den Vorteil der Umwendbarkeit mehrfach verzichtet werden mußte. Besser lassen sich nichtwendbare Herzstücke ausgestalten. Sie erhalten eine breitere Auflagefläche.

In den Abb. 280 u. 281 sind Bauarten der österreichischen Staatsbahnen dargestellt. Abb. 280 zeigt ein einfaches Herzstück aus Flußstahl 1 : 7∙115 (Kreuzungswinkel 8°) auf Holzschwellen; Abb. 281 ein doppeltes Herzstück 1 : 7∙115.

Die Frage nun, welche der verschiedenen Herzstückanordnungen sich in Hinsicht auf Dauer, Sicherheit und sanftes Befahren am besten bewähren, hat die Technikerversammlungen des VDEV. wiederholt beschäftigt. Aus den vielfach voneinander abweichenden Erfahrungen darf als Ergebnis festgestellt werden, daß allmählich, namentlich in Deutschland, den Schienenherzstücken vor den Blockherzstücken der Vorzug gegeben wird.

Am Herzstück tritt bei allen Bauarten an Stelle des normalen Oberbaues eine Konstruktion, die mehr oder minder steif als dieser ist. Hartes Fahren, Schläge bei dem Übergang[471] von dem gewöhnlichen Oberbau zum Herzstück und umgekehrt, allmähliche Lockerung der Befestigungsmittel, Losewerden der Schwellen und damit erhöhter Unterhaltungsaufwand finden sich in größerem oder kleinerem Umfange. Zur Milderung dieser Schäden und um die Verarbeitung der Stöße, die an den Fahrzeugen ausgeübt werden, zu erleichtern, werden vielfach, namentlich wenn eiserne Schwellen die Schienenunterstützung bilden, Zwischenlagen von Filz- oder Gewebebauplatten zwischen Herzstück und Schwellen empfohlen. Es sind damit gute Erfahrungen gemacht worden.

b) Besondere Anordnung der Zwangschienen.

Da diese seitliche Stöße der Fahrzeuge aufzunehmen haben und daher eine erhebliche Beanspruchung erleiden, ist auf ihre kräftige Ausgestaltung und gute Verbindung mit der Fahrschiene sowie den Schienenunterstützungen (Querschwellen) Wert zu legen. Sie werden meistens aus gewöhnlichen Schienen oder besser aus starken winkelförmigen Eisen hergestellt. In dem letzteren Falle läßt sich leicht die führende Kante der Zwangschiene um 40–45 mm höher legen, so daß die Berührungsfläche mit dem Rad größer und die Abnutzung verringert wird. Als Material ist in einigen Fällen auch Hartguß verwendet worden. Die Verbindung mit der Fahrschiene muß möglichst starr sein und sollte stets aus Schraubenbolzen mit gußeisernen Zwischenstücken, deren Stärke nach der Spurrinne zu bemessen ist, bestehen. Die Verwendung von Schraubenbolzen mit Hülsen oder Schrauben mit drei Muttern ist weniger gut. Auf die Regulierbarkeit der Spurrille ist wenig Wert zu legen; sie ist aber durch Einfügung von Beilagescheiben immer möglich.

Besteht die Schienenunterstützung aus hölzernen Querschwellen, so erfolgt die Befestigung der Fahrschiene und der Zwangschiene auf einer gemeinsamen Unterlagsplatte mit den üblichen Befestigungsmitteln (Schtenennägeln oder Schwellenschrauben mit oder ohne Klemmplatten). Bei eisernen Querschwellen fällt die Unterlagsplatte in der Regel weg. Zu Erhöhung der seitlichen Steifigkeit sind eiserne Stützknaggen und auch wohl förmliche Lagerstühle verwendet worden.

Literatur: Hb. d. Ing. W, V, 3. Lief. 1. Leipzig 1908. Eis. T. d. G., Bd. 2, Absch. 2. Wiesbaden 1908.

Zoche.