Auszug aus A. Haarmann: »Über das Eisenbahngeleise«

Geschichte der Geleise-Systeme

Eisenbahnschienen

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.
    Die Steinwürfel waren 583 mm lang und breit, 291 mm hoch; ihre Lage in dem Geleise war eine diagonale, und die Neigung betrug in Geraden und mäßigen Kurven 1 : 20 gegen die Lothrechte. In Kurven mit Radien unter 2000' (584 m) gab man nur dem Außenstrange eine Neigung von 1 : 8.
    Die in einer Anzahl von insgesamt 280.000 Stück auf den bayerischen Staatsbahnen verwendeten Steineinzelschwellen habe, soweit sie aus Keuper-Sandstein hergestellt waren, keine befriedigenden Ergebnisse geliefert. In Folge der geforderten raschen Bauausführung waren trotz aller angewandten Sorgfalt und Aufsicht doch viele zu weiche Sandsteinwürfel in die Bahn gekommen, welche den Witterungseinflüssen und der Last der Züge nicht zu widerstehen vermochten. Außer dem Springen der Steine traten, besonders in den vielen Kurven mit starkem Gefällen, Verschiebungen oder Senkungen ein, welche gefahrdrohende Spurerweiterungen und Ausbiegungen der Schienenstränge mit sich brachten. Im Winter machten zahlreiche sogenannte Frostbeulen den Betriebsbeamten große Sorge. Die Steinschwellen waren es freilich nicht allein, welche die schlechte Geleiselage hervorgebracht hatten; auch die ursprünglich zu schwach gewählten Schienen verbogen sich oder zerbrachen in ihren Auslappungen; sie bekamen in den Fahrflächen Verdrückungen und verursachten einen höchst unruhigen Gang der Fahrzeuge. Die Verwaltung der bayerischen Staatsbahnen veranlasste eine ausgedehnte Entwässerung des Unterbaus mittelst Sickerdohlen (Link einfügen auf Bild) oder Drainröhren, sowie die Umdrehung der Steine aus der diagonalen in die parallele Lage, die Ergänzung oder Erneuerung der mangelhaften Kies- und Schotterbettung und die Verlaschung der Schienen nach erfolgtem Abschneiden der Auslappungen. Außerdem erhielten die Schienestöße und zum Theil auch die Mitten der Schienen noch eine Holzquerschwellen-Unterlage (Fig. 1033); kurz, es wurden alle Vorkehrungen getroffen, von denen man eine gute Geleiselage erwarten zu dürfen glaubte.

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).
    Dieser Oberbau verhielt sich wesentlich besser, als derjenige mit Stuhlschienen. Anfangs der sechziger Jahre glaubte man sogar für auswechselbedürftige Holzschwellen neue Gramitschwellen oder Findlingssandsteinschwellen beschaffen zu sollen.

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).

Holzquerschwellen - Systeme

    "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
    Anfangs der fünfziger Jahre besaßen die bayerischen Bahnen bereits fünf Oberbausysteme. Von diesen war dasjenige besonders charakteristisch, welches Schienen von 17,34' (5,06 m) Länge mit Überlappung der Stoßenden besaß (Fig. 1101 [rechts d. Red]). Ein anderes System hatte unsymmetrische Stuhlschienen, deren Fahrköpfe wesentliche Verstärkung aufwiesen; diese Schienen waren 14,43' (4,21 m) lang und 16,16 Pf. p. Fuß (31 kg p. m) schwer (Fig. 1101)."


 

Der Schienenstoß

    "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.
    Im Uebrigen vertrat man in Deutschland lange Zeit den Standpunkt, dass die Vermeidung der Querfuge am Stoß an und für sich nicht diejenigen Vortheile biete, welche den damit verbundenen Kosten entsprechen würden. Bereits im Jahre 1850 beschlossen die Techniker der deutschen Eisenbahnverwaltungen gelegentlich ihrer ersten Zusammenkunft in Berlin, von einem Schrägschneiden oder Ueberlappen der Schienen grundsätzlich Abstand zu nehmen, und stellten in den Grundzügen für die Gestaltung der Eisenbahnen Deutschlands in § 21 die Bestimmung auf, dass die Schienenenden "normal" abzuschneiden seien."



Das Eisenbahngeleis - Kritischer Teil

    "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.
    Da aber zwischen den Steinschwellen jeglicher Querverband fehlte, sachgemäß wohl auch nicht angebracht werden konnte, und die Steine sich dabei einseitig senkten, so konnten auf die Dauer weder Spur- noch Seitenrichtung tadellos erhalten bleiben. Die durch den Betrieb bedingten immer wiederkehrenden Erschütterungen und die unsichere Lage des Geleises waren die Quelle umfangreicher Unterhaltungsarbeiten.


 

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). 
    Ganz besonders scharf mussten nach einmal eingetretener Lockerung die Befestigungsteile mitgenommen werden (Fig. 102 - 105). Dadurch wurde das Wandern der Schienen begünstigt. Von der Wirkung der Schiebungen in der Längsrichtung legen die Ausreibungen an den Rändern der Klinkstellen in den Laschen sowie die Verdrückung des Schaftes der Laschenschrauben Zeugnis ab.

    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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