Warum moderne Eisenbahnen keine Gelenke mehr brauchen

Warum moderne Eisenbahnen keine Gelenke mehr brauchen

Table of Contents:

1. Einleitung
2. Die Bedeutung von Schienen für den Eisenbahnverkehr
3. Der Ursprung des klassischen "Klick-Klack" Geräuschs
4. Das Problem mit den Gelenken in den Schienen
5. Die Lösung: durchgehende geschweißte Schienen
6. Vorteile der durchgehenden geschweißten Schienen
7. Thermische Ausdehnung und Kontraktion
8. Einschränkung der thermischen Ausdehnung durch Spannung
9. Buckling und wie es vermieden wird
10. Zusammenfassung und Fazit

Einleitung

Wenn man an Züge denkt, ist eines der ersten Dinge, die einem in den Sinn kommen, das typische "Klick-Klack" Geräusch, das sie auf den Schienen machen. Allerdings haben die meisten Züge heutzutage dieses Geräusch nicht mehr. Das liegt daran, dass moderne Schienen weniger Gelenke haben als früher. In diesem Artikel werden wir uns mit der Bedeutung von Schienen im Eisenbahnverkehr befassen und erklären, warum durchgehende geschweißte Schienen heutzutage die Norm sind. Wir werden auch das Phänomen der thermischen Ausdehnung und Kontraktion untersuchen und wie es gelingt, die Schienen davor zu schützen. Darüber hinaus werden wir auf das Problem des Bucklings eingehen und wie es vermieden wird.

Die Bedeutung von Schienen für den Eisenbahnverkehr

Schienen sind die Grundlage für den Eisenbahnverkehr. Sie ermöglichen den sicheren und reibungslosen Transport von Zügen und gewährleisten eine stabile und zuverlässige Verbindung zwischen den verschiedenen Punkten eines Streckennetzes. Ohne ordnungsgemäße Schienen wäre ein effizienter Eisenbahnverkehr praktisch unmöglich.

Der Ursprung des klassischen "Klick-Klack" Geräuschs

Das berühmte "Klick-Klack" Geräusch, das man mit Zügen assoziiert, wurde durch die Gelenke in den Schienen verursacht. Früher wurden die Schienen in kurzen Segmenten hergestellt und an den Verbindungsstellen mit so genannten Fischplatten verbunden. Diese Gelenke ermöglichten es den Schienen, sich bei Änderungen der Temperatur auszudehnen, ohne Schaden zu nehmen. Allerdings führte jedes Mal, wenn ein Zug über ein Gelenk fuhr, der Aufprall zu Abnutzung und Schäden an den Schienen.

Das Problem mit den Gelenken in den Schienen

Die Gelenke in den Schienen hatten einige Nachteile. Zum einen erzeugten sie ein lautes Geräusch, wenn die Räder der Züge über sie hinweg fuhren. Dieses Geräusch wurde als "Klick-Klack" bezeichnet und war nicht nur störend, sondern verursachte auch zusätzlichen Verschleiß an den Schienen. Darüber hinaus verursachten die Gelenke eine zusätzliche Belastung auf dem Schotterbett unter den Schienen und führten dazu, dass die Güterwagen während der Fahrt von Seite zu Seite schwankten, was als "rock and roll" bekannt ist. Dies erhöhte die Wartungskosten und beeinträchtigte die Effizienz des Eisenbahnverkehrs.

Die Lösung: durchgehende geschweißte Schienen

Um diese Probleme zu lösen, begannen Eisenbahnunternehmen, auf durchgehende geschweißte Schienen umzusteigen. Bei dieser Methode werden die Schienen miteinander verschweißt und es entstehen keine störenden Gelenke mehr. Diese geschweißten Schienen haben viele Vorteile gegenüber den früheren Gelenkschienen.

Vorteile der durchgehenden geschweißten Schienen

Durchgehende geschweißte Schienen haben eine höhere Steifigkeit als frühere Gelenkschienen und sind dadurch leiser und langlebiger. Sie erfordern weniger Wartung und reduzieren die Kosten für den Erhalt des Schienennetzes erheblich. Durch die bessere Stabilität der geschweißten Schienen wird auch das Problem des seitlichen Schlingerns der Güterwagen reduziert. Dadurch wird der Gütertransport sicherer und effizienter.

Thermische Ausdehnung und Kontraktion

Schienen, wie alle Materialien, dehnen sich bei Erwärmung aus und ziehen sich bei Abkühlung zusammen. Dieses Phänomen wird als thermische Ausdehnung und Kontraktion bezeichnet. Früher wurde dies durch die Gelenke in den Schienen ausgeglichen, die bei warmen Temperaturen genug Spielraum für die Ausdehnung der Schienen ließen. Bei den modernen geschweißten Schienen fehlen diese Gelenke, und deshalb müssen andere Methoden angewendet werden, um die thermische Ausdehnung und Kontraktion zu kontrollieren.

Einschränkung der thermischen Ausdehnung durch Spannung

Bei durchgehenden geschweißten Schienen wird die thermische Ausdehnung durch Spannung eingeschränkt. Die Schienen werden an den Schwellen befestigt, um ihre Bewegung zu begrenzen und die Schlaffheit zu verhindern. Dadurch können die Schienen unter thermischer Belastung Zug- oder Druckspannungen aufbauen und ihre Länge ändern. Die von den Schienen erzeugten Spannungen bleiben jedoch innerhalb der Toleranzgrenzen des Materials und verhindern so Schäden an den Schienen.

Buckling und wie es vermieden wird

Ein weiteres wichtiges Problem bei geschweißten Schienen ist das Buckling, eine Seitwärtsverformung der Schienen aufgrund von Kompressionskräften. Wenn sich die Schienen bei heißem Wetter ausdehnen und nicht genügend seitlichen Spielraum haben, können sie sich seitlich nach außen biegen und das gesamte Schienensystem destabilisieren. Dieses Phänomen wird als Sonnenkink bezeichnet und kann zu schweren Unfällen führen. Um Buckling zu vermeiden, werden verschiedene Maßnahmen ergriffen, wie die Verwendung von Dehnungsfugen an Brücken und älteren Teilen von Strecken sowie die Installation von Isoliermaterialen, um elektrische Circuits zu trennen.

Zusammenfassung und Fazit

Insgesamt spielen Schienen eine entscheidende Rolle im Eisenbahnverkehr. Durch durchgehende geschweißte Schienen werden die Langlebigkeit der Schienen und Räder verbessert, ein leiserer und komfortablerer Fahrbetrieb ermöglicht und die Instandhaltungskosten reduziert. Die Kontrolle der thermischen Ausdehnung und Kontraktion sowie die Vermeidung von Buckling sind wichtige Herausforderungen, denen sich Eisenbahnunternehmen stellen müssen. Durch technische Innovationen und spezielle Konstruktionsmaßnahmen ist es jedoch möglich, diese Probleme erfolgreich zu bewältigen und einen reibungslosen und sicheren Betrieb des Eisenbahnverkehrs zu gewährleisten.

Höhepunkte:

• Die Bedeutung von Schienen für den Eisenbahnverkehr
• Der Ursprung des klassischen "Klick-Klack" Geräuschs
• Die Herausforderungen der Gelenke in den Schienen
• Durchgehende geschweißte Schienen als Lösung
• Vorteile der durchgehenden geschweißten Schienen
• Thermische Ausdehnung und Kontraktion
• Einschränkung der thermischen Ausdehnung durch Spannung
• Buckling und wie es vermieden wird
• Zusammenfassung und Fazit

FAQs: Q: Warum wurde von Gelenkschienen auf durchgehende geschweißte Schienen umgestellt? A: Durchgehende geschweißte Schienen haben viele Vorteile, wie eine längere Lebensdauer, geringere Wartungskosten und weniger Lärm. Sie sind auch stabiler und verhindern seitliches Schlingern der Güterwagen.

Q: Was ist thermische Ausdehnung und Kontraktion? A: Thermische Ausdehnung und Kontraktion bezieht sich auf die Veränderung der Abmessungen eines Materials aufgrund von Temperaturänderungen. Schienen dehnen sich bei Erwärmung aus und ziehen sich bei Abkühlung zusammen.

Q: Was ist Buckling und wie wird es vermieden? A: Buckling bezeichnet die Seitwärtsverformung von Schienen aufgrund von Kompressionskräften. Es kann zu schweren Unfällen führen. Buckling wird vermieden, indem ausreichend seitlicher Spielraum für die thermische Ausdehnung der Schienen bereitgestellt wird und durch die Verwendung von Dehnungsfugen an Brücken und älteren Teilen von Strecken.