Schlüsselwerk

Das Schlüsselwerk ist ein Element der Zugsicherung, mit dem die Sicherung einer Fahrstraße von Zügen auf technisch einfache und kostengünstige Art über Schlüssel realisiert werden kann.

Funktionsweise

Im Gegensatz zum Stellwerk werden beim Schlüsselwerk die Abhängigkeiten zu den Fahrwegelementen nicht über Drahtzüge oder elektrische Kabel, sondern mit Hilfe von in der gesicherten Gleisanlage eindeutigen Schlüsseln hergestellt. Dazu werden an der Weiche, an Gleissperren oder selten auch an Schrankenkurbeln, aber auch an anderen Fahrweghindernissen wie beweglichen Brücken oder auch Toren Schlösser angebracht, deren Schlüssel sich nur abziehen lassen, wenn sich dieses Fahrwegelement in der gewünschten Lage befindet. Bei Weichen gibt es dabei für jede Stellung je einen separaten Schlüssel.

Das Schlüsselwerk stellt hier die Abhängigkeit zwischen den Fahrwegelementen her, und enthält dazu eine Vielzahl an Schlössern, die zueinander mittels Schubstangen in Abhängigkeit stehen. Häufig sind Schlüsselwerke tabellenförmig aufgebaut. Von den Schlüsseln der Fahrwegelemente werden dabei senkrechte Schieber bewegt, während die sogenannten Fahrstraßenschlüssel waagerechte Schieber bewegen. Dabei werden die beiden Arten von Schiebern über Verschlussstücke je nach Bedarf voneinander abhängig gemacht. Konkret bedeutet das, dass sich ein Fahrstraßenschlüssel nur bewegen und abziehen lässt, wenn sich alle über die Verschlussstücke festgelegten Schlüssel im Schlüsselwerk befinden. Gleichzeitig werden diese durch das Abziehen des Fahrstraßenschlüssels festgelegt und ein Entfernen dieser Schlüssel verhindert.

Außerdem sind auch Abhängigkeiten zwischen den Fahrstraßenschlüsseln möglich, so dass auch zusätzliche Fahrstraßenausschlüsse (zum Beispiel Verhinderung einer gleichzeitigen Einfahrt von beiden Seiten in dasselbe Gleis) einfach realisiert werden können. Manche Schlüsselwerkbauarten besitzen außerdem die Möglichkeit diese mit Blockfeldern zu koppeln, und so auch direkte Abhängigkeiten des Schlüsselwerks mit anderen Schlüsselwerken oder Stellwerken des Bahnhofes zu realisieren.

Verwendung

Schlüsselwerke lassen sich sehr vielseitig einsetzen. Die Bandbreite reicht von der Sicherung von einfachen Anschlussstellen bis zu komplexen Bahnhöfen mit ortsgestellten Weichen, aber auch für die Herstellung von Abhängigkeiten innerhalb von Stellwerksanlagen können Schlüsselwerke eingesetzt werden.

In der einfachsten Bauform zur Sicherung von Anschlussstellen enthält das Schlüsselwerk nur einen Fahrstraßenschlüssel, der in abgezogenem Zustand den Weichenschlüssel des Streckengleises sowie den Schlüssel der Flankenschutzweiche oder Gleissperre festhält. Im Zugleitbetrieb werden Schlüsselwerke häufig als einzige technische Sicherung des Fahrwegs in den Bahnhöfen eingesetzt. Hier können neben dem Fahrweg durch das durchgehende Hauptgleis auch weitere Fahrwege über Fahrstraßenschlüssel gesichert werden. Im Grundzustand ist der Fahrweg durch das durchgehende Hauptgleis, oder bei Verwendung von Rückfallweichen auf die beiden Einfahrgleise gestellt und der zugehörige Fahrstraßenschlüssel abgezogen. Der Zugführer jedes Zuges erhält bei Befahren der Strecke den sogenannten Zugführerschlüssel, mit dem er bei Bedarf das Fahrstraßenschloss des Schlüsselwerks aufsperren kann.

Aber auch in komplexeren Bahnhöfen, die dauerhaft mit einem Fahrdienstleiter besetzt sind, können Schlüsselwerke eingesetzt werden. Meist sind diese Bahnhöfe mit Einfahrsignalen ausgestattet. Bei Formsignalen sind dabei in oder vor dem Stellwerk Signalhebel angeordnet, die mit Hilfe des Fahrstraßenschlüssels aufgesperrt und umgelegt werden können. Bei Lichtsignalen kann mit dem Fahrstraßenschlüssel ein elektrischer Schalter betätigt werden, der das Einfahrsignal auf Fahrt schaltet. Ausfahrsignale sind meistens nicht aufgestellt, stattdessen wird die Zustimmung zur Ausfahrt eines Zuges mit Hilfe eines Befehlsstabes (Deutschland) oder mündlich/fernmündlich (Österreich) erteilt.

Die Weichen sind bei solchen Anordnungen häufig als Handweichen ausgeführt, die durch den Fahrdienstleiter vor Ort umgestellt und mit Weichenschlüsseln verschlossen werden müssen. Selten findet man allerdings auch Anordnungen, bei denen alle Weichen und Signale elektrisch oder mechanischen ferngestellt sind, die Abhängigkeit zwischen den Weichen und Signalen allerdings über Schlüssel und eines oder mehrere Schlüsselwerke hergestellt wird.

Bei großen Bahnhöfen ist auch die Verbindung der Schlüsselwerke mit feldern des Bahnhofsblocks möglich, so dass Abhängigkeiten zwischen den verschiedenen Schlüsselwerken und Stellwerken des Bahnhofs hergestellt werden können. Hier werden die Weichen dann von Weichenwärtern gestellt. Während diese Anordnung in Deutschland nur noch auf wenigen Bahnhöfen zu finden ist, sind Zentralschlösser mit orstgestellten Weichen und Lichtsignalstellern beziehungsweise einer Hebelbank für die Signalhebel in Österreich noch auf vielen weniger befahrenen Strecken anzutreffen.

Darüber hinaus gibt es noch weitere spezielle Anwendungsfälle wie zum Beispiel die Herstellung von zusätzlichen Abhängigkeiten bei der Durchschaltung von mechanischen Stellwerken.

Bauarten

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Deutsches Einheitsschlüsselwerk

Schlüsselwerk in Wernigerode

Das Einheitsschlüsselwerk war eine weit verbreitete Technik vor allem auf kleineren Bahnhöfen mit handgestellten Weichen. Heute sind davon noch ca. 16^[1] in Betrieb, einige weitere museal oder zu Ausbildungszwecken erhalten.

Das Schlüsselwerk besteht aus 16 Schlössern, von denen maximal 10 für Fahrstraßen verwendet werden können. Für jede Fahrstraße gibt es eine farbige waagerechte Linie mit Löchern. Hinter jedem Loch liegt eine farbige Markierung des Weichenschiebers, die entweder die Farbe der Linie einnimmt oder rot ist. Erst wenn die richtigen Schlüssel ein- bzw. ausgeschlossen sind, kann ein Fahrstraßenschlüssel ausgeschlossen werden. Dann ist die Linie der jeweiligen Fahrstraße durchgängig. Wenn der Fahrstraßenschlüssel blockiert ist, kann der Stellwerker anhand der roten Stellen in dieser Linie ermitteln, welche Weichen noch gestellt werden müssen. Zusätzlich gibt es noch 16 weitere Schieber, die von oben angeschlossen werden. Auf diese Art und Weise können über dem Verschlussregister zusätzliche Weichenschlösser oder auch Blockfelder für Bahnhofs- oder Streckenblock angebaut werden.

Innerer Aufbau

Funktionsprinzip eines Schlüsselwerkes (vereinfacht)

Das Einheitsschlüsselwerk besteht aus einer Reihe Schlösser und dem Verschlussregister. Fahrstraßenschlüssel werden in Deutschland grün, Signalschlüssel (in Kombination mit der Fahrstraße) rot und Weichen-/ Gleissperrenschlüssel blau gekennzeichnet. An den Schlössern ist ein vertikaler Schieber angeschlossen, der als Weichenschieber (in der Skizze gelb) bezeichnet wird, aber auch bei Fahrstraßen vorhanden ist. Auf dem Schieber können verschiedene Verschlussstücke (grau) angebracht sein. Ist der Schlüssel eingeschlossen, so befindet sich der Schieber oben, ist der Schlüssel ausgeschlossen, befindet sich der Schieber in der unteren Lage. Bei Fahrstraßen ist über ein Winkelstück (grün) der Fahrstraßenschieber (hellgrün) angeschlossen. Auf dem Fahrstraßenschieber befinden sich Zähne (grau), die gemeinsam mit den Verschlusstücken den Ausschluss realisieren.

Wird der Fahrstraßenschlüssel ausgeschlossen, bewegt sich der (Weichen-) Schieber nach unten und der Fahrstraßenschieber nach rechts. Das funktioniert allerdings nur, wenn kein Verschlussstück im Weg ist, denn sonst werden beide Schieber und der Schlüssel blockiert.

Im Beispiel (Skizze) ist die Gleissperre 1 (mit Folgeabhängigkeit zur Weiche 3) aufgelegt und verschlossen, die Verschlusstücke sind für keine der Fahrstraßen ein Hindernis. Soll die Fahrstraße b eingestellt werden (unterster Fahrstraßenschieber), so ist das Verschlussstück der Minus-Stellung der Weiche 1 im Weg. Die Weiche muss also in diese Stellung gebracht und so verschlossen werden, der Schlüssel 1- ins Schlüsselwerk eingeschlossen werden. Dann ist das Verschlussstück oben und somit nicht mehr im Weg, die Schieber können sich bewegen und der Fahrstraßenschlüssel kann entnommen werden. Gleichzeitig schiebt sich aber der Zahn des Fahrstraßenschiebers unter das Verschlussstück und blockiert damit die Schieber und Schlüssel der für die Fahrstraße gesicherten Weichen und Gleissperren. Erst wenn der Fahrstraßenschlüssel wieder ins Schlüsselwerk eingeschlossen wird, können diese wieder gestellt werden.

Einzelanfertigungen (Deutschland)

Schlüsselwerke werden häufig auch aus einer Kombination von einzelnen Schlössern und von aus Metall passend ausgeschnittenen Schiebern zusammengestellt, die auf einer Holzplatte montiert werden.

Schlüsselwerk aus Daum-Schlüsselsperren

Kombination aus mehreren mechanischen Schlüsselsperren (Deutschland)

Einfache Schlüsselwerke im Zugleitbetrieb lassen sich auch aus mehreren einzelnen mechanischen Daum-Schlüsselsperren zusammensetzen. Hier wird bei der Sicherung in der Regel nicht zwischen den verschiedenen Fahrtrichtungen unterschieden, sondern es wird pro Fahrweg eine Schlüsselsperre verwendet.

Bei den Daum-Schlüsselsperren sind keine Abhängigkeiten untereinander möglich, Fahrstraßenausschlüsse können also auf einfachem Weg nicht realisiert werden. Zwei oder mehrere Schlüsselsperren können allerdings kombiniert werden um die Zahl der zu sperrenden Schlüssel zu erhöhen. Dabei sperrt ein Fahrstraßenschlüssel dann alle Weichenschlüssel von mehreren zusammenarbeitenden Sperren, wie hier im Bild bei den beiden mittleren Schlüsselsperren zu sehen.

Der Einsatz ist daher nur bei sehr einfachen Verhältnissen möglich. Hier wird in der Regel pro Fahrweg eine Schlüsselsperre angeordnet. Häufig werden dabei die Fahrwege der beiden Bahnhofsköpfe zusammengefasst mit einem Fahrstraßenschlüssel abgesperrt, so dass bei einem abgezogenen Fahrstraßenschlüssel grundsätzlich eine Durchfahrt durch den Bahnhof möglich ist.

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Österreichisches Zentralschloss

Zentralschloss (Österreich)

Das österreichische Zentralschloss ähnelt vom Aufbau her dem deutschen Einheitsschlüsselwerk. Allerdings sind die Fahrstraßenschlösser hier nicht neben den Weichenschlössern angebracht, sondern übereinander am rechten Rand des Zentralschlosses. Die Fahrstraßenschieber werden dadurch direkt von den Fahrstraßenschlüsseln betätigt und nicht indirekt über Winkel.

Durch die kleinere Bauform der österreichischen Schlösser und Schlüssel sowie durch eine versetzte Anordnung ist das österreichische Zentralschloß außerdem wesentlich kompakter als das Einheitsschlüsselwerk.

Gebaut wurden die Zentralschlösser in vielen verschiedenen Größen. Eines der größten Exemplare hat 22 Fahrstraßenschlösser und 44 Weichenschlösser.

Eine direkte Verbindung mit Felderblockfeldern für den Bahnhofsblock ist nicht möglich.

Zentralschlösser sind in Österreich nach wie vor in großen Stückzahlen in Einsatz.

Trommelschlüsselwerk (Österreich)

Das Trommelschlüsselwerk wurde in Österreich erstmalig 1931 eingesetzt^[2] und diente zum einen als vorübergehender Ersatz von aufgrund Bauarbeiten außer Betrieb gesetzten Stellwerken, zum anderen aber auch für die dauerhafte Sicherung von Bahnhöfen mit ortsbedienten schlüsselabhängigen Weichen.

Der Aufbau unterscheidet sich deutlich von den konventionellen Schlüsselwerken. Die Verschlußstücke sind hier auf zwei drehbaren Walzen untergebracht. Die Fahrstraße wird dabei durch Drehen an der Walze ausgewählt, in einem Schaufenster werden die Bezeichnung der Fahrstraße sowie die für die Einstellung benötigten Weichenschlüssel angezeigt. Falls alle benötigten Schlüssel eingesperrt sind, kann die Walze anschließend um 12mm nach innen verschoben werden. Durch die Verschiebung werden dann ein oder mehrere Signalschlüssel freigegeben. Im Gegensatz zu den Fahrstraßenschlüsseln des Zentralschlosses kann dabei ein Signalschlüssel von mehreren verschiedenen Fahrstraßen freigegeben werden.

In einem Trommelschlüsselwerk können bis zu 10 Signalschlüssel von bis zu 20 Weichenschlüsseln abhängig gemacht werden. Pro Walze sind dabei 6 Fahrstraßen, insgesamt also 12 Fahrstraßen möglich^[2]. Außerdem kann das Schlüsselwerk über darauf aufgesetzte Felderblockfelder von anderen Stellwerken oder Schlüsselwerken des Bahnhofs abhängig gemacht werden.

Durch die besonders kompakte Bauweise ist das Trommelschlüsselwerk darüber hinaus leicht transportierbar und kann problemlos im Dienstraum des Weichenwärters aufgestellt werden.

Von den Trommelschlüsselwerken sind in Österreich nur noch wenige Exemplare in Betrieb.

Literatur

Arnold, H.-J.: Eisenbahnsicherungstechnik, transpress Verlag, Berlin 1987, Seite 36ff

Einzelnachweise

1. ↑ http://www.stellwerke.de/liste/seite3_s.html
2. ↑ ^{a b} F. Zuleger: Das Schlüsselwerk der Österreichischen Bundesbahnen. In: Zeitschrift für das gesamte Eisenbahn-Sicherungswesen (Das Stellwerk). Nr. 3, 1932, S. 25ff, 44ff.