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Sendung vom 21. November 2010

Hien Trinh aus Essen fragt: Wertung: 3.0 von 5 möglichen Sternen

Wieso verbiegen sich Eisenbahnschienen bei großen Temperatur-Unterschieden nicht?

Kopfball-Zuschauer Hien Trinh möchte wissen, wie die Bahn mit den enormen Kräften umgeht, die entstehen, wenn sich Eisenbahnschienen in kalten Nächten zusammenziehen oder an heißen Sonnentagen ausdehnen. Kopfball-Reporterin Isabel Hecker besucht Gleisbauer in Hagen und lässt sich von einem Ingenieur in die Kunst des Schienenschweißens einweihen.

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Schotterbett und Betonschwellen

Früher waren Eisenbahn-Schienen zehn bis zwanzig Meter lang und miteinander verschraubt. Sie wurden "auf Stoß" gesetzt. Das heißt: Sie waren durch kleine Dehnungs-Lücken voneinander getrennt, damit sie sich bei Hitze ausdehnen können. Diese kleinen Zwischenräume waren der Grund für das charakteristische Klack-Geräusch beim Bahnfahren in früheren Zeiten. Natürlich dehnen sich Schienen auch heute bei Wärme aus und ziehen sich bei Kälte zusammen. Doch die Befestigungs-Technik ist heute eine andere: Die Schienen werden alle 60 Zentimeter mit einer 300 Kilogramm schweren Betonschwelle verschraubt. Diese wiederum liegt in einem schweren Schotterbett. Alles zusammen hat so viel Gewicht und ist so gut miteinander verbunden, dass sich die Schiene nicht mehr verbiegen kann. Alle Zug- und Dehnungskräfte, die bei Temperaturänderungen auftreten, werden vom Gleisbett "geschluckt", also auf den Gleis-Unterbau übertragen und verteilt. Und das ist eine ganze Menge:
Wenn sich beispielsweise ein drei Kilometer langer Schienenstrang aus Stahl von minus zehn auf plus 30 Grad Celsius erwärmt, würde er eigentlich um mehr als anderthalb Meter länger. Im Film sehen Sie, wie Kopfball-Reporterin Isabel mit einer kleinen Modell-Schiene testet, welche starken Kräfte beim Erwärmen auftreten.

Schienenschweißen ist Präzisions-Arbeit

Je nach Gelände sind Schienen von 60 bis 120 Meter Länge üblich. Sie werden häufig mit dem sogenannten Thermit-Verfahren verschweißt: Ein Gemisch aus Eisenoxid- und Aluminium-Pulver wird entzündet und verbindet dann bei einer Temperatur von über 2.000 Grad Celsius die Schienen-Enden miteinander. Ein Schienen-Schweiß-Ingenieur achtet mit Thermometern darauf, dass die Schienen beim Schweißen eine Temperatur von etwa 23 Grad Celsius haben. Denn 23 Grad ist der mittlere Temperaturwert für Schienen in Deutschland: Zwischen sehr kalten Winternächten und sehr heißen Sommertagen kann die Schienentemperatur zwischen minus 20 Grad Celsius und plus 65 Grad Celsius variieren. 23 Grad ist also der Mittelwert.

Film buckle-up: Christoph Fleischer und Dirk Gion mit Isabel Hecker

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Kommentare

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Kopfball
schrieb am 26.06.2011, 23:20 Uhr
Hallo Tom Stein, danke für deinen Kommentar, aber "Murks" wollen wir nicht auf uns sitzen lassen, deshalb noch ein paar Infos: Theoretisch kann bei extremen Temperaturen eine Schienenverwerfung auch in Deutschland stattfinden. Tatsächlich ist das aber so gut wie ausgeschlossen. Wie in unserem Film an einer Gleisbaustelle in Hagen zu sehen ist, werden neue Schienen nach den neuesten Erkenntnissen verlegt und verschweißt. Das ist Präzisionsarbeit. Die Ingenieure veranlassen das Zusammenfügen erst, wenn die Schienen um die 23 Grad Celsius warm sind. Mit großen Bunsenbrennern werden sie auf diese Temperatur gebracht. Dieser Temperaturbereich ist nach langjährigen Erfahrungen in Deutschland der Mittelwert zwischen extrem kalten Winternächten und sehr heißen Sommertagen mit extremer Sonneneinstrahlung. Was zu dem Unglück in Kroatien führte oder warum sich in Frankreich die Schienen verbogen haben, müsste man im Detail klären. Ganz wichtig ist auch, dass Schienen kontinuierlich gewartet werden. Unseres Wissens wird darauf in Deutschland sehr viel Wert gelegt. Es könnte allerdings sein, dass irgendwann die Dehnungskräfte so stark sind, dass sich Schienen verbiegen - vor allem auf Nebenstrecken. So eine Gleisverwerfung kann ziemlich gefährlich werden, wenn sie nicht rechtzeitig entdeckt und das Gleis gesperrt wird.

Tom Stein
schrieb am 26.06.2011, 23:20 Uhr
Der Text oben ist natürlich ziemlicher Murks, wie die verbogenen Schienen gerade aktuell in Kroatien (Zugunglück) und Frankreich zeigen. In Deutschland wird zwar ein qualitativ sehr hochwertiges Gleisbett verlegt, aber irgendwann gibt auch das auf. So wie in Frankreich, wo ab etwa 45°C Bodentemperatur die Dehnungskräfte so stark sind, dass auch ein schweres Gleisbett gelegentlich mal aufgibt. Nun ja, so warm war es in Deutschland schon länger nicht mehr. Aber dass die Schienen sich gar nicht verbiegen - das ist eine Mähr. Zumal gerade bei sog. Nebenbahnen auch andere Ansprüche an Kosten und Geschwindigkeit gestellt werden.



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