Weiche (Bahn)

Eine Weiche ist eine spezielle Gleiskonstruktion einer Bahn, die Schienenfahrzeugen den Übergang von einem Gleis auf ein anderes ohne Fahrtunterbrechung ermöglicht (im Gegensatz zu Schiebebühnen oder Drehscheiben, die eine Fahrtunterbrechung erfordern).

Geschichte

Angefangen hat die Entwicklung der Weichen in den Kohleminen. Bei den ersten gusseisernen Winkelschienenweichen von John Curr aus dem Jahr 1776 mussten Menschen oder Tiere den Hunt in die gewünschte Richtung ziehen. Im Jahre 1797 beschreibt John Curr erstmals eine Konstruktion mit einer verstellbaren Zunge.<ref name="John Curr">John Curr, The Coal Viewer, and the Engine Builder's Practical Companion, (John Northall,1797).</ref> Für 1832 wird erstmals ein Patent für eine Eisenbahnweiche von Charles Fox (1810–1874 in England) erwähnt. Die im Bild rechts zu sehende Bauart von Richard Trevithick ist zwar noch für spurkranzlose Laufräder bestimmt, nimmt aber schon alle späteren Elemente einer Zungenweiche vorweg.

Vor der Verwendung im Eisenbahnwesen bezeichnete der deutsche Begriff Weiche eine Ausweichstelle in der Flussschifffahrt.<ref>Kluge, etymologisches Lexikon, Verlag Walter de Gruyter, 1995, Eintrag Weiche</ref>

Für verschiedene Situationen und Anwendungszwecke haben sich unterschiedliche Bauformen herausgebildet. Die heute am meisten verbreitete Bauform, die Zungenweiche, soll in Deutschland erstmals bei der Hannoverschen Staatsbahn 1852 die Schleppweiche abgelöst haben.

Jede Bahnverwaltung verwendete zunächst eigene Weichenkonstruktionen. Auch nach der Bildung der Länderbahnverwaltungen in Deutschland blieb es dabei. Nach der Gründung der Deutschen Reichsbahn im Jahr 1920 bestand dringender Handlungsbedarf zur Verringerung der Menge an unterschiedlichen und nicht gegeneinander austauschbaren Teilen. Außerdem sollten die geometrischen Eigenschaften der Weichen vereinheitlicht werden, um aufwändige Anpassungsarbeiten zu vermeiden. Nachdem 1922 das seinerzeit neue Schienenprofil S 49 eingeführt wurde, sollte es auch für die Weichen der Einheitsbauart verwendet werden. 1931 wurden die Reichsbahnweichen als Regelbauarten mit weitgehend gleichen Merkmalen eingeführt. Vereinheitlicht wurden auch die Anschlussmaße für Weichenverschlüsse, Stellvorrichtungen und Zusatzeinrichtungen. In der Folgezeit wurden diese Bauarten verbessert, so entfielen bei Neubauten Hakenspitzenverschlüsse und Gelenkzungen.

Bis in die 1980er Jahre hinein waren Weichen in Deutschland typischerweise mit 40 bis 100 km/h im abzweigenden Strang befahrbar. Mit der Erhöhung der Streckengeschwindigkeit auf den (ab 1973 gebauten und ab 1987 in Betrieb genommenen) deutschen Eisenbahn-Neubaustrecken gewannen die Geschwindigkeitsreduzierungen im abzweigenden Strang von Weichen zunehmend an Bedeutung. Bereits in den 1960er Jahren wurde für den Neubau des Bahnhofs Ludwigshafen ein mit 130 km/h im Abzweig befahrbarer Weichentyp (EW60-2500-1:26,5-fb) entwickelt, der dann auch insbesondere in den Abzweigstellen und Überleitstellen der Neubaustrecken eingebaut wurde.<ref name="ek-1989-4-38">K. G. Baur: Neue Weichen für schnelle Züge. In: Eisenbahn-Kurier, Nr. 199, 4, 1989, ISSN 0170-5288, S. 38 f.</ref> Für Abzweigstellen wurden darüber hinaus ab 1984 in Deutschland Schnellfahrweichen entwickelt, die mit 160 bzw. 200 km/h im Abzweig befahren werden konnten. Sie kommen heute an einer Reihe von Verknüpfungspunkten der Schnellfahrstrecken zum Einsatz.<ref name="hgv-db-1990-86">Peter Münchschwander (Hrsg.): Das Hochgeschwindigkeitssystem der Deutschen Bundesbahn. R. v. Decker's Verlag G. Schenk, Heidelberg 1990, ISBN 3-7685-3089-2, S. 86.</ref> Die 200-km/h-Weichen galten zu ihrer Einführung, Ende der 1980er Jahre, als die längsten im Rahmen der Fertigungstechnik noch produzierbaren Einheiten.<ref name="ek-1989-4-38" />

2015 sind auf dem Schienennetz der Deutschen Bahn 71.441 Weichen in Betrieb, davon 720 Hochgeschwindigkeitsweichen. 48.000 Weichen verfügen über eine Weichenheizung und 8500 über eine Verschlussabdeckung.<ref> Wie Weichen gestärkt werden. In: DB Welt. Nr. 7, 2015, S. 14.</ref>

Steuerung von Weichen

Man unterscheidet zunächst ortsgestellte und ferngestellte Weichen.

Ortsgestellt

Ortsgestellte Weichen sind oft mechanisch ortsgestellte Weichen, kurz MOW, auch „Handweichen“ genannt, bei denen die Umstellung durch die Muskelkraft des Bedieners auf den Umstellhebel (mit Umstellgewicht) wirkt und über die Bockstange auf die Zungenverbindungsstange, die Zungenvorrichtung und den Weichenverschluss übertragen wird. Das Gewicht hält die Weiche in der jeweiligen Endlage. Daneben gibt es auch elektrisch ortsgestellte Weichen (EOW).

Ferngestellt

Ferngestellte Weichen werden in der Regel von einem Stellwerk bedient und durch Eisenbahnsignale signaltechnisch gesichert. Sie sind passive Fahrwegelemente, die durch von außen wirkende Kräfte umgestellt werden und deren richtige Lage vom Stellwerk überwacht wird. Zur Überwachung der Gleisbelegung durch Fahrzeuge werden in modernen Stellwerken Gleisfreimeldeanlagen eingesetzt, wo diese nicht vorhanden sind, muss das Freisein durch Hinsehen festgestellt werden, da besetzte Weichen nicht umgestellt werden dürfen.

Bestandteile einer Weiche

Eine Weiche ist aus speziellen Schienenteilen zusammengesetzt. Die Weiche wird im Folgenden von der Spitze betrachtet, also vor der Aufspaltung der Schienen. Es wird die im Bild gezeigte Weiche mit dem Abzweig nach rechts beschrieben.

Zungenvorrichtung

Zungen und Backenschienen bilden die Zungenvorrichtung, eine Backenschiene und die zugehörige Zunge wird halbe Zungenvorrichtung genannt. Beide Teile gehören zusammen und müssen gleichzeitig gewechselt werden.

Die Schienen, an denen die Weichenzungen anliegen, nennt man Backenschienen (in der Schweiz Stockschiene). Die Backenschienen sind auf der Innenseite des Schienenkopfes bearbeitet, damit die Zungen sauber anliegen und speziell an der Spitze nicht zu dünn und damit empfindlich werden. Für eine sichere Führung und möglichst ruckarme Ablenkung der Fahrzeuge greift die Zungenspitze der anliegenden Zunge unter die Fahrkante der Backenschiene.

Die Weichenzungen sind die verstellbaren Teile der Weiche, die die Fahrrichtung bestimmen. In vielen Ländern, darunter im deutschsprachigen Raum, werden die Weichenzungen aus besonderen asymmetrischen und in der Höhe verringerten Zungenschienenprofilen hergestellt. Die Zunge wird in diesem Fall für die richtige Höhenlage mit Gleitstuhlplatten geführt und unterstützt. Bei in Frankreich entwickelten Weichen verwendete man Regelschienen mit voller Höhe als Ausgangsmaterial für die Zungen, weshalb die Backenschienen auch im Fußbereich bearbeitet werden müssen.

Für die Gestaltung des Zungendrehpunktes gibt es mehrere Möglichkeiten:

Gelenkzungen

(Gz) sind die älteste Form. Diese lassen sich verhältnismäßig kurz halten, allerdings ist das Zungengelenk aufwändig und trotzdem verschleißanfällig. Vorteile der Gelenkzungen sind ihre Spannungslosigkeit und der geringe Umstellwiderstand.

Federzungen

(Fz) vermeiden das Gelenk, die Federstelle liegt im Zungenprofil und wird durch eine Zungenplatte über mehrere Schwellen unterstützt. Diese Zungenplatte erschwert jedoch das Biegen der Weiche zur Bogenweiche. Das Ende der Zunge wird im Gesenk zur Regelschiene umgeschmiedet, der Anschluss an die Zwischenschiene erfolgt durch einen Regelstoß, der auch verschweißt werden kann.

Federschienenzungen

(Fsch) kommen ohne Zungenplatte aus. Die Zungenschiene wird ebenfalls an ihrem Ende zur Regelschiene umgeschmiedet und mit einem weiteren Regelschienenprofil stumpf zusammengeschweißt. Zur Sicherung gegen Brüche wird diese Schweißstelle mit Sicherheitslaschen verstärkt. Die Federstelle liegt im Regelschienenprofil, bei Weichen mit einem Bogenradius von 190 Metern und darunter (in der Vergangenheit auch bei Radien von 300 und 500 Metern) wird an dieser der Schienenfuß beidseitig bis etwa auf Kopfbreite abgefräst, um die Vorspannung zu verringern. Gemeinsamer Vorteil von Feder- und Federschienenzungen ist die Fahrkante ohne Unterbrechung durch das Gelenk. Ihre Nachteile sind die Vorspannung, die deswegen notwendige deutlich größere Länge und der höhere Kraftaufwand beim Umstellen. Federschienenzungen sind die Regelbauart bei den 1931 eingeführten und von Anfang an genormten Reichsbahnweichen und ihren Nachfolgern.

Federzungen ohne Zungenplatte

(ebenfalls Fz) sind die jüngste Entwicklung. Die Federstelle liegt wieder im Zungenprofil, eine Zungenplatte oder eine Schweißstelle in beweglichen Teilen gibt es nicht, Behinderungen beim Biegen und bei Stopfarbeiten treten nicht auf. Federzungen ohne Zungenplatten werden bei Weichen aus den Schienenprofilen S54 und UIC60, seit 2008 auch S49, verwendet.

Bei der Fahrtrichtung geradeaus liegt die rechte Zunge an der rechten, nach rechts abzweigenden Backenschiene an. Die Zunge ist gerade. Die linke Zunge hat einen Abstand (genannt Zungenaufschlag) zur linken Backenschiene, welche geradeaus führt. Die rechte Zunge führt ein Fahrzeug in dieser Stellung gemeinsam mit der linken Backenschiene geradeaus.

Wenn die Fahrtrichtung nach rechts gewünscht ist, so liegt die linke Zunge an der linken Backenschiene an wie im Bild gezeigt wird. Die linke Zunge weist eine Krümmung nach rechts auf. Die rechte Zunge wird von der rechten Backenschiene entfernt. Ein Fahrzeug wird durch die linke Zunge und die rechte Schiene nach rechts geführt.

Durch Bewegen der Weichenzungen kann die Weiche umgestellt werden. Der bewegliche Teil der Weichenzungen liegt auf Gleitstuhlplatten auf. Wegen des hohen Wartungsaufwandes und weil der Schmierstoffeintrag in die Bettung Umweltprobleme verursacht und die Lagesicherheit der Weiche beeinträchtigt, werden heute vermehrt wartungsarme Zungenrollvorrichtungen unterschiedlicher Bauart oder Kunststoffplatten aus hochgleitfähigem Material eingebaut.

Bei dem Begriff FAKOP<ref>voestalpine BWG GmbH: FAKOP® Fahrkinematische Optimierung (PDF; 330 kB) Broschüre(4 Seiten).</ref> handelt es sich um eine Fahrkantenoptimierung an der Zungenvorrichtung.

Bei dem Begriff WITEC<ref>marjorie-wiki: WITEC </ref> handelt es sich um wirtschaftlich-technisch optimierte Zungenvorrichtung. WITEC-Zungenvorrichtungen sind Zungenvorrichtungen, die in die Backenschiene eingelassen werden um den Querschnitt der Zunge zu erhöhen und damit die Liegedauer zu verlängern.

Herzstück

Das Herzstück ist ein Element im Weichenbau und zusammenfassende Bezeichnung für die Herzstückspitze und die beiden Flügelschienen. An einer Weiche werden zwei Gleise vereinigt oder getrennt. Die innenliegenden Stränge der Gleise schneiden sich und müssen unterbrochen werden, damit der Spurkranz eines Rades, das die andere Schiene befährt, unbeeinträchtigt durchlaufen kann. Diese Stelle heißt Herzstück. Die Flügelschienen sind an den Enden, dem sogenannten Knie, abgeknickt. Die Spitze des Herzstückkeils ist abgerundet. Daher fällt diese nicht mit dem Schnittpunkt der Fahrkanten zusammen. Bei geraden Herzstücken verlaufen die Fahrkanten des Herzstücks in der Regel gradlinig. Den Winkel, den sie zueinander bilden, nennt man Neigung.<ref>Herzstück bei Zeno.org. Artikel aus: Viktor von Röll (Hrsg.): Enzyklopädie des Eisenbahnwesens, 2. Aufl. 1912–1923, Bd. 6, S. 186 -187</ref> Schließt sich am Zweiggleis ein Gleisbogen in gleicher Richtung an, dann ist die Unterbrechung dieses Bogens im Herzstückbereich für Laufruhe und Verschleiß nachteilig. In diesem Fall führt man den Bogen deshalb auch im Herzstückbereich unter Verwendung eines Bogenherzstückes durch. Die Endneigung ist in diesem Fall größer als bei einer Weiche mit gleichem Radius und geradem Herzstück.

Da es beim Befahren des Herzstücks eine Lücke in der Fahrfläche und führungslose Stelle gibt, wird das Rad durch die Radlenker geführt. Die Unterbrechung in der Fahrfläche führt immer zu Stößen. Um diesen Stößen entgegenzuwirken, werden schlanke Weichen auf Schnellfahrstrecken mit beweglichen Herzstückspitzen oder Flügelschienen ausgerüstet. Bei einer Kreuzung gibt es dementsprechend vier Herzstücke (wobei jene in den Kreuzungspunkten der äußeren Schienen zwei gegenüberliegende Spitzen haben und deshalb Doppelherzstücke heißen).

Am Herzstück treten die höchsten Verschleißerscheinungen auf. Zukünftig werden daher hochbelastete Weichen mit Herzstücken aus Bainit, einem speziellen Gefüge des Stahls, ausgerüstet. Diese zeichnen sich durch eine doppelt so lange Lebensdauer aus und reduzieren daher die Instandhaltungskosten.<ref>Vorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-FormatSpezial-Weichen aus Bainit für höchste Ansprüche. Deutsche Bahn AG, 15. Oktober 2012, abgerufen am 24. Oktober 2012. </ref>

Radlenker

Da das Rad im Bereich des Herzstücks über eine Lücke in der Schiene rollt (außer bei beweglichen Herzstücken) und damit keine Seitenführung mehr hat, muss der Radsatz besonders geführt werden. Dies geschieht durch die an der jeweils gegenüberliegenden Schiene angebrachten Radlenker. Die Lauffläche des Rades liegt während des Überfahrens dieser Lücke üblicherweise durchgehend auf Herzstückspitze und/oder Flügelschiene auf. Manchmal kann dies jedoch aufgrund der Weichen- bzw. Kreuzungsgeometrie nicht (ausreichend) sichergestellt werden, wodurch spezielle Konstruktionen nötig sind. Radlenker existieren in unterschiedlichen Ausführungen. Die ältere Bauart sind Verbundradlenker. Bei diesen sind Fahrschiene und Radlenkerblatt durch Schrauben verbunden, die Rillenweite wird durch Futterstücke gewährleistet. Bei neueren Weichenbauarten werden separat an besonderen Rippenplatten oder Stützböcken befestigte Radlenker verwendet. Diese bieten den Vorteil, mittels Beilagen zum Verschleißausgleich regulierbar und einzeln austauschbar zu sein.

Weichenschwellen

Weichen liegen auf besonderen Weichenschwellen. Diese unterscheiden sich in der Länge, der Art und Anordnung der Schienenbefestigungsmittel sowie im Querschnitt. Sie können aus Holz, Kunstholz , Stahl oder Stahl(Spann-)beton bestehen. Mit Ausnahme der Schwellen am Weichenanfang und -ende ist jede Schwelle bei einfachen Weichen unterschiedlich und deshalb unverwechselbar gekennzeichnet.

Bei den heutigen Neubauten auf dem Gebiet der Deutschen Bahn werden vorrangig Betonweichenschwellen eingebaut. Diese zeichnen sich durch ein wesentlich höheres Eigengewicht mit einer höheren Lagestabilität aus. Allerdings werden Betonschwellen bei Entgleisungen meist erheblich beschädigt und müssen danach gewechselt werden. Bei Stahlschwellen führen Verbiegungen durch Entgleisungen zu Spurverengungen. Daher werden im Bahnhofsbereich und vor allem auf Gleisen mit lebhaftem Rangierbetrieb oft die in dieser Hinsicht robusteren Holzschwellen bevorzugt. Stahlschwellen ermöglichen mit ihrer kleineren Bauhöhe den Einbau von Gleisen und Weichen auch in Bereichen mit begrenzter Bettungsstärke, beispielsweise auf Brücken. Die Wahl von Beton- oder Stahlschwellen hing in der Vergangenheit auch von Rohstoffverfügbarkeit und -preisen ab.

Die Deutsche Bundesbahn bettete Weichen erstmals im Sommer 1981 auf Betonschwellen. Nach guten Erfahrungen wurden bereits alle Weichen auf den in den 1980er Jahren gebauten Neubaustrecken auf Betonschwellen gelegt.<ref name="siefer-1987">Theophil Rahn: Schienenschnellverkehr – eine Herausforderung und Notwendigkeit für die neue Bahn. In: Rolf Kracke (Hrsg.): Eisenbahn auf neuen Wegen – Forschung und Innovation für den Schienenverkehr der Zukunft (Wissenschaftliche Arbeiten, Nr. 30), Institut für Verkehrswesen, Eisenbahnbau und -betrieb der Universität Hannover, Hannover, 1987.</ref>

Weichenstellvorrichtung und Weichensignal

An der Spitze der Weiche ist die Stellvorrichtung (Weichenantrieb oder Handstellvorrichtung bei ortsgestellten Weichen) angebracht, mit der die Weichenzungen bewegt und in der Endlage festgehalten werden. Dabei werden die Weichenzungen durch den Weichenverschluss fixiert. Bei langen Weichen und insbesondere Hochgeschwindigkeitsweichen sind zusätzliche, über die Länge der Weiche verteilte Stellvorrichtungen mit Verschlüssen erforderlich.

Elektrische Weichenantriebe sind mit einer Rutschkupplung ausgerüstet. Sie verhindert, dass Schäden entstehen, wenn der Umstellwiderstand zu groß wird oder wenn die Bewegung durch Fremdkörper zwischen Zunge und Backenschiene behindert wird. Bei Gleisbild- und elektronischen Stellwerken wird der Antrieb in diesem Fall durch eine Verzögerungseinrichtung abgeschaltet, was eine Störungsmeldung auslöst. Bei elektromechanischen Stellwerken muss der Bediener den Stellstrommesser beobachten und die Weiche bei Nichterreichen der Endlage manuell zurückstellen. Deswegen klingelt bei diesen Stellwerken während der Umstellung ein Wecker. Unterlässt der Bediener das Zurückstellen, dann schmilzt die Stellstromsicherung ab. Die Wirksamkeit der Rutschkupplung wird regelmäßig geprüft, indem während des Umstellvorganges ein Hammer zwischen Zunge und Backenschiene gehalten wird.

Stellvorrichtungen sind oft mit einem Weichensignal ausgerüstet, das die Lage der Weiche von weitem anzeigt. Ein Weichensignal ist bei ortsbedienten Weichen erforderlich, bei fernbedienten nur, wenn Rangierfahrten ohne gesicherte Rangierfahrstraßen verkehren. In der Regel ist das bei mechanischen und elektromechanischen Stellwerken sowie bei vereinfachten Gleisbildstellwerken der Fall. Weichensignale (mit Ausnahme von doppelten Kreuzungsweichen) werden im Regelfall auf Handstellvorrichtungen aufgesetzt. Bei fernbedienten Weichen entfällt das Handgewicht und der dazugehörige Hebel. Die besonderen Weichensignale für doppelte Kreuzungsweichen (genannt Windmühle) werden neben der Weichenmitte aufgestellt und über Gestänge mit beiden Weichenverschlüssen verbunden.

Müssen ortsbediente Weichen gegen unbeabsichtigtes Umstellen gesichert werden oder liegen sie in Fahrstraßen und sind deshalb in die Signalabhängigkeit einbezogen, werden sie mit einem Riegelhandschloss oder Weichenriegel ausgerüstet.

Weichenverschluss

Der Weichenverschluss ist zwischen der Stellvorrichtung und jeder der beiden Weichenzungen eingebaut. Er dient einerseits dazu, die anliegende Zunge an der Backenschiene festzuhalten, um zu verhindern, dass sie durch Spannungen in der Weichenzunge oder von außen einwirkende Kräfte (z. B. durch Schläge der Spurkränze) bewegt wird, und andererseits dazu, die abliegende Zunge im ausreichenden Abstand zur anderen Backenschiene zu halten. Zusätzlich gleicht der Weichenverschluss Unterschiede des Stellweges aus, die insbesondere bei mechanischen Antrieben durch die Reibung in der Leitung auftreten können.

Die Verschlüsse sind über Gestänge mit dem Antrieb verbunden. In Deutschland, den Nachfolgeländern der ehemaligen österreichisch-ungarischen Monarchie und in der Schweiz sind bis in die jüngste Zeit praktisch nur an den Backenschienen und Zungen angeordnete Verschlüsse, zur Unterscheidung Außenverschlüsse genannt (wobei dieser Begriff im Bahnbetrieb und der Unterhaltung unüblich ist) angewendet worden, deren Konstruktionsteile direkt an Backenschiene und Zunge oder zwischen den Backenschienen angebracht sind. Folgende Arten von Außenverschlüssen waren oder sind im Einsatz:

• Der Pedalverschluss war schon vor 1900 nicht mehr zeitgemäß, die letzten Exemplare sind um 1980 aus untergeordneten Nebengleisen verschwunden.
• Der Hakenverschluss war der Regelverschluss bei den preußischen, aber auch bei bayerischen und österreichischen Bahnen. Obwohl er dort seit etwa 1930 nicht mehr neu eingebaut wurde, war er im ganzen 20. Jahrhundert in Hauptgleisen zu finden und hat in größeren Stückzahlen bis heute in Nebengleisen überlebt. In anderen Ländern wie Tschechien und der Slowakei ist er noch weit verbreitet. Hakenverschlüsse sind empfindlich gegen temperaturbedingte Längenänderungen der Zungen.
• Der Klammerverschluss war jahrzehntelang die Regelbauart in Deutschland und Österreich. Er ist gegenüber temperaturbedingen Längenänderungen etwas toleranter, doch dafür anfälliger für Vereisen. Weil das Ausgleichsvermögen für temperaturbedingte Lageänderungen trotzdem auf wenige Millimeter begrenzt ist, wurden auf seiner Basis selbstregulierende Verschlüsse wie gleitende Verschlüsse der Bauart Peddinghaus oder bahngesteuerte Verschlussklammern BKl 60 und 61 eingeführt.
• Die grundlegende Ablösung der Klammerverschlüsse erfolgt durch Klinkenverschlüsse in mehreren Bauformen. Das Prinzip ist ein um 90° gedrehter Klammerverschluss, bei dem die Klammern (hier »Verschlussklinken« genannt) auf der Oberseite der Schieberstange laufen. Der Ausgleich der temperaturbedingten Längenänderungen erfolgt durch breitere Verschlussstücke, der Zungenschluss ist durch Exzenter ohne spanende Bearbeitung einstellbar.
• Für Hochgeschwindigkeitssweichen werden komplexere Verschlüsse wie der HRS-Verschluss eingesetzt, die die Zunge auch in ihrer Höhenlage zuverlässig festlegen.
• Gelenkverschlüsse (Verschlüsse mit innerer Abstützung oder innenliegende Verschlüsse) wie der Jüdelverschluss waren in der Schweiz bis in die jüngste Vergangenheit der Regelverschluss; in Süden Deutschlands waren sie zur Länderbahnzeit verbreitet.

In anderen Ländern, wie etwa England, werden wegen der bei entsprechender Unterhaltung hubverlustarmen Übertragung der Stellkraft durch Gestängeleitungen bei mechanisch gestellten Weichen in der Regel gar keine Weichenverschlüsse verwendet. Bei elektrisch gestellten Weichen werden dort praktisch ausschließlich Innenverschlüsse verwendet, bei denen das Anliegen der Zungen an den Backenschienen innerhalb des Weichenantriebs sichergestellt wird. Der Weichenantrieb muss dazu sehr formstabil mit den Backenschienen verbunden sein. Seit wenigen Jahren werden solche Verschlüsse auch in Österreich und der Schweiz eingesetzt. Der Einsatz in Deutschland war wenig erfolgreich, insbesondere wegen der aufwändigen Einzelsicherung der Zungen im Störungsfall.

Weichen mit kleinen Bogenradien und entsprechend kurzen Zungen erhalten nur den Verschluss an der Weichenspitze. Weichen mit größeren Radien (in Deutschland ab 500 m, teilweise ab 300 m Radius) erhalten einen oder mehrere weitere Verschlüsse (Mittelverschlüsse), um die Lage der langen und damit elastischen Zungen auf ihrer gesamten Länge sowohl an- als auch abliegend zu garantieren und um gleichzeitig die Durchfahrrille zwischen abliegender Zunge und Backenschiene zu gewährleisten. Der letzte der Verschlüsse ist bei einigen Weichenbauarten ein Gabelverschluss oder eine in der Wirkung identische Beistellvorrichtung ohne Verklammerungswirkung von Backenschiene und anliegender Zunge. Im Regelfall werden alle Verschlüsse von einem Antrieb über mechanische Verbindungen angetrieben, bei besonders langen Weichen auch in Gruppen aufgeteilt. Bei schwierigen Betriebsbedingungen mit zu erwartenden höheren Umstellkräften wie in Wüstenregionen oder in höheren Gebirgslagen werden auch die Mittelverschlüsse von eigenen Antrieben bewegt. Allerdings steigt damit der schaltungstechnische Aufwand. Bewegliche Herzstückspitzen oder Flügelschienen erhalten immer separate Antriebe, in schwierigen Fällen ebenfalls mehrere.

Weichenverschlüsse sind in der Regel so konstruiert, dass die Weichen vom Herzstück her aufgefahren werden können. Geriegelte Weichen und Weichen, die mit Geschwindigkeiten über 160 km/h befahren werden (diese erhalten wegen möglicher Kraftspitzen, die zum ungewollten Lösen der Festhalteeinrichtungen beim regulären Befahren führen könnten, nichtauffahrbare Antriebe), sind trotz des prinzipiell auffahrbaren Weichenverschlusses nicht auffahrbar. Wird eine solche Weiche dennoch aufgefahren, entstehen in jedem Fall schwere Schäden. Bewegliche Herzstückspitzen und Flügelschienen sind prinzipbedingt ebenfalls nicht auffahrbar, da es kein Teil gibt, dass von einem Radsatz bewegt werden kann, um die Verklammerung der anliegenden Spitze zu lösen. Nicht auffahrbare ferngestellte Weichen erhalten deshalb eine Überwachungseinrichtung, die eine Auffahrmeldung auslöst, wenn ein Fahrzeug auf die falsch stehende Weiche zuläuft. Innenverschlüsse können ebenfalls auffahrbar ausgelegt sein, doch wird bei vielen Betreibern darauf verzichtet. Antriebe mit nur einer Stellstange, die beide unmittelbar starrgekuppelte Zungen bewegen, wie das beispielsweise in Frankreich üblich ist, sind vergleichbar mit beweglichen Herzstückspitzen nicht auffahrbar.

Umlaufzeiten

Die Umstellzeit von elektrisch gestellten Weichen ist abhängig von der Antriebsbauart und dem Umstellwiderstand. Bei lange Zeit üblichen deutschen Einheitsweichenantrieben der Bauart 1924 und den davon abgeleiteten Bauarten WA 350 (DR) und S700 (DB) liegt sie bei etwa zwei Sekunden. Neuere Bauarten wie S700K (Siemens) oder L826H (Thales) benötigen wegen der erforderlichen höheren Stellkräfte für Weichen mit großen Radien und schweren Schienenprofilen sowie zur Verschleißminderung etwa sechs Sekunden.

Für Rangier- und insbesondere Ablaufweichen der ersten Staffeln von Ablaufbergen werden sogenannte Schnellläuferantriebe eingesetzt. Diese in der Regel vom Einheitsweichenantrieb abgeleiteten Antriebe unterscheiden sich von diesem durch ein geringer untersetztes Vorgelege und einen Getriebeblock, der nur eine Drehung von 180° (statt 270°) ausführt und damit durch einen geringeren Stellweg. In Verbindung mit einem darauf abgestimmten Weichenverschluss beträgt die Umstellzeit eines Schnellläuferantriebes nur etwa 0,6 Sekunden. Schnellläuferantriebe sind bei Weichen, die in Zugfahrstraßen liegen, nicht zulässig.

Zusatzeinrichtungen

In vielen Ländern ist an jeder Weiche zwischen den Zweiggleisen ein Grenzzeichen, im Bahnjargon „Polizist“ genannt, anzubringen, das die Stelle kennzeichnet, an der die beiden Zweiggleise den Mindestgleisabstand erreichen, also die beiden Lichtraumprofile zusammenstoßen. Bis zu dieser Stelle kann ein Zweiggleis besetzt sein, sodass im anderen Zweiggleis noch Fahrzeuge verkehren dürfen.

Darüber hinaus kann auch eine Weichenheizung installiert sein. Der Umstellvorgang einer Weiche kann bei kalter Witterung vielfach erschwert werden: So kann Schnee die Weichenmechanik behindern, die Weichenzunge kann an der Backenschiene festfrieren, oder Eisblöcke von Zügen können in das Verschlussfach und/oder die Zungenvorrichtung fallen. Darüber hinaus kann die Reibung der Gleitstuhlplatten erhöht werden. Eine Weichenheizung verhindert in vielen Fällen diese Probleme. Sie befindet sich im Zungenbereich und im Bereich von beweglichen Herzstücken und soll ein Zusammenfrieren der beweglichen Teile (Zunge und Backenschiene), aber auch das Blockieren durch Anlagern von Schnee und Eis verhindern.<ref name="db-2010-1-51">Weichenheizungen bei der Deutschen Bahn AG. In: Deine Bahn, Heft 1/2010, S. 51–56, ISSN 0948-7263.</ref>

Bau von Weichen

Alle heute eingebauten Weichen werden im Weichenwerk vorgefertigt, wieder zerlegt, auf die Baustelle transportiert und dort auf einer freien Fläche erneut vormontiert. Nach Möglichkeit werden dabei auch Verschlüsse, Antriebe, Übertragungsteile und Zungenprüfkontakte mit eingebaut. Die so erstellten Weichengroßteile (Zungenbereich, Mittelbereich und Herzstückbereich) werden dann mit einem Weichenbaukran eingebaut, ausgerichtet, geschottert, gestopft und verschweißt. In einigen Fällen werden die Weichengroßteile schon im Weichenwerk komplett (mit oder ohne Zusatzausrüstungen wie Antriebe, Übertragungsteile, Weichenheizungen usw.) vorgefertigt, vormontiert und können sofort eingebaut werden. Sie werden mit Lkw oder Weichentransportwagen zur Baustelle gebracht und mit Hilfe eines Krans oder eines speziellen Weichentransport- und Einbaugeräts eingebaut. Bevorzugt werden Kreuzungsweichen sowie Weichen mit großen Radien und aufwändigen Übertragungsteilen auf diese Weise angeliefert. Die Vormontagequalität im Weichenwerk übertrifft die auf der Baustelle mögliche deutlich. Ein weiterer Grund für die Anlieferung in vormontiertem Zustand ist ein fehlender Vormontageplatz in Baustellennähe. Um das Fahrzeugumgrenzungsprofil einzuhalten, werden die Ladeflächen der Weichentransportwagen für die Fahrt schräggestellt. Weichentransportwagen sind bei vielen Bahnverwaltungen eingestellt

Steht genügend Zeit zur Verfügung, ist es auch üblich, Weichen am Einbauort in der Gleislücke (»im Loch«) zu montieren. Bei Weichen in fester Fahrbahn ist die Montage am Einbauort erforderlich, nachdem die Fahrbahnplatte betoniert wurde.

Das Weichenwerk Witten ist die einzige Produktionsstätte der Deutschen Bahn für Eisenbahnweichen.<ref name="dbwelt-2008-3-3">Weichenwerk mit sehr bewegter Geschichte. In: DB Welt, Ausgabe März 2008, S. 3.</ref> Das einzige Weichenwerk der Deutschen Reichsbahn war das Weichenwerk Brandenburg. Dieses wurde 1991 privatisiert und gehört heute zu Butzbacher Weichenbau Gesellschaft (BWG). BWG wurde 2003 von Voestalpine übernommen.

Die frühere Oberbauwerkstätte in Hägendorf, heute SBB Bahntechnik-Center Hägendorf, ist das einzige Werk in der Schweiz, das serienmäßig Weichen herstellt. Es ist zwar im Besitz der SBB, stellt aber auch Weichen für andere Bahnverwaltungen her (inkl. Schmalspur- und Zahnradweichen). Die Regelweichen verlassen das Werk heute in der Regel, wenn möglich, zusammengebaut auf den Weichentransportwagen.

Im Netz der Deutschen Bahn wurden 2012 rund 1750 Weichen erneuert.<ref name="mobil-2013-01-37">Bahnzahlen. In: mobil. Januar 2013, S. 37.</ref>

Spezielle Bauformen

Einfache Weichen

In einer einfachen Weiche zweigt ein Zweiggleis von einem Stammgleis ab. Ist das Stammgleis gerade, spricht man von einer geraden Weiche, ansonsten von einer Bogenweiche. Ist das Stammgleis in die gleiche Richtung gebogen wie das Zweiggleis, handelt es sich um eine Innenbogenweiche. Ist das Stammgleis dem Zweiggleis entgegengesetzt gebogen, bezeichnet man die Weiche als Außenbogenweiche.

Gibt es mehrere Zweiggleise zu einer Seite des Stammgleises, die einander durchdringen, so spricht man von einer Doppelweiche. Dieser platzsparende Weichentyp findet jedoch nur noch selten Verwendung. Die symmetrische Doppelweiche ist noch viel seltener, erfordert besondere, dünne und damit empfindliche Zungen sowie besondere Stellvorrichtungen und wird heute im Bereich der Eisenbahn vermutlich gar nicht mehr eingebaut. Bei Straßenbahnen ist sie aber nach wie vor üblich, jedoch wird dann in der Regel eine Zungenvorrichtung örtlich vorgezogen, um teure Sonderbauteile zu vermeiden.

Bei der Deutschen Bahn AG sind die Weichen genormt und können in ihrer Bezeichnung folgende Angaben enthalten (am Beispiel EW 60-500-1:12 L Fz H):

Folgende Definitionen für einfache Weichen (Regelweichen) gibt es im Bestand der Deutschen Bahn AG:

(EW xx: Schienenprofil, z. B. EW60)

Weichen mit Endneigungen kleiner als 1:9 (sogenannte Steilweichen) sollen aus Verschleißgründen vermieden werden, ihr Einbau ist im Einzelfall genehmigungspflichtig.

Bogenweichen (mit Ausnahme der besonderen symmetrischen Außenbogenweiche S.ABW 215) werden nicht als Regelweichen hergestellt, sondern durch Verbiegen aus geraden erzeugt. Weiter als bis zur Symmetrie sollen Weichen nicht gebogen werden. Die beim Biegen nötigen Längenänderungen erfolgen in den Zwischenschienen, damit die bearbeiteten Großteile austauschbar bleiben.

„Y-Weiche“

Der Begriff Y-Weiche findet sich oft im Zusammenhang mit Modellbahn-Gleisen und hat keine begriffliche Entsprechung in der Fachterminologie der großen Eisenbahn. Tatsächlich entspricht die symmetrische Außenbogenweiche sym.ABW 215 in etwa dem, was der Modellbahner darunter versteht. Allerdings unterliegt die sym.ABW 215 in der Realität der Einschränkung, dass sie nie in Streckengleisen vorkommt, sondern nur in Abstellgleisen und Rangieranlagen. Häufig findet man sie an Ablaufbergen, wo auf kürzestem Wege viele Gleise erreicht werden müssen und wo es für den Ablaufbetrieb wichtig ist, dass möglichst alle Ablaufwege durch die gleiche Anzahl von Bögen verlaufen.

Kreuzungsweichen

Eine einfache Kreuzungsweiche (EKW) ist eine Kreuzung, die durch Weichen so ergänzt worden ist, dass zumindest in einer Fahrtrichtung der Übergang von einem Gleis aufs andere möglich ist (auch halber Engländer genannt). Eine doppelte Kreuzungsweiche (DKW) ermöglicht Übergänge in beide Richtungen. Diese Weichen werden bei Neubauten aufgrund des höheren Verschleißes nur noch in Ausnahmefällen zum Beispiel bei beengten Verhältnissen eingebaut.

Bei beiden Typen wird zwischen den Kreuzungsweichen mit innenliegenden Zungen (meist vorkommende Bauart, wegen ihrer früheren Häufigkeit im britischen Netz auch Engländer genannt) und denen mit außenliegenden Zungen (oft als System „Bäseler“ bezeichnet) unterschieden. Die außenliegenden Zungen ermöglichen größere Bogenradien und damit höhere Geschwindigkeiten, sind aber wegen der erforderlichen Mehrfachherzstücke noch aufwendiger.

Kreuzungsweichen haben drei Nachteile: Zum einen sind sie teurer und aufwendiger als zwei einfache Weichen, auch ist bei innenliegenden Zungen im Regelfall kein Platz, um jede Zunge mit einem eigenen Verschluss und Zungenprüfer auszurüsten. Jeweils benachbarte Zungen werden mit Kuppelstangen verbunden, an die nicht mit einem Verschluss ausgerüsteten Zunge werden die Zungenprüfer- oder Riegelstangen angeschlossen. Insbesondere DKW mit Verschlüssen an den Innenzungen sind empfindlich gegen Längswandern dieser Innenzungen. Außerdem ist ein vollständiges Unter- bzw. Nachstopfen einer EKW/DKW nur schwer möglich, da an manchen Stellen die Stopfpickel wegen der Platzverhältnisse nicht eintauchen können. Kreuzungsweichen werden heute nur noch bei stark beengten Platzverhältnissen im Gleisplan belassen, bzw. neu eingebaut und nach Möglichkeit in einfache Weichen aufgelöst, ihre Zahl nimmt stetig ab.

• Doppelkreuzungsweiche.jpeg

  Doppelte Kreu­zungs­wei­che mit innen­lie­gen­den Zun­gen („Engländer“)

• 2001-07-19.0004.DKW-Baeseler.jpg

  Doppelte Kreu­zungs­wei­che mit außen­lie­gen­den Zun­gen („Bäseler“)

• Doppelkreuzungsweichen im Rbf München Nord.JPG

  Doppelte Kreuzungsweichen (links „Engländer“, rechts „Bäseler“) im Rangierbahnhof München Nord

Weiche mit beweglichem Herzstück

Bei den herkömmlichen Weichen wird das Rad in der Herzstücklücke kurzzeitig nicht geführt (führungslose Stelle). Die Spurführung wird durch auf die Rückflächen der Räder wirkende Radlenker an der gegenüberliegenden Schiene gewährleistet. Wenn auf einer Strecke Fahrzeuge mit unterschiedlich breiten Spurkränzen eingesetzt werden (z. B. Straßenbahnfahrzeuge auf Eisenbahnstrecken), kann diese Lösung nicht eingesetzt werden. Weichen für den Hochgeschwindigkeitsverkehr (Schnellfahrweichen) haben aufgrund des flachen Kreuzungswinkels sehr lange Herzstücke und Herzstücklücken. Würde man gewöhnlich konstruierte Herzstücke verwenden, dann müsste die Last von der dann sehr langen und dünnen Herzstückspitze und von der nach außen wegführenden Flügelschiene mit nur sehr kleinen Kontaktflächen getragen werden, was zu starken Verschleißerscheinungen führen und die Laufsicherheit beeinträchtigen würde.

In beiden Fällen werden Weichen mit beweglichen Herzstücken eingesetzt, für die es zwei unterschiedliche Ausführungsarten gibt:

• bewegliche Herzstückspitze: Die Herzstückspitze ist seitenbeweglich (federnd oder drehbar) gelagert und wird wie eine Weichenzunge gegen die Flügelschiene gedrückt (siehe Bild)
• bewegliche Flügelschienen: Bei dieser Bauform werden die Flügelschienen gegen die feststehende Spitze gebogen.

In beiden Fällen wird die Herzstücklücke geschlossen. Die Spitze des Herzstücks muss keine Last mehr tragen und ist leicht abgesenkt. Sie dient nur noch der seitlichen Führung. Diese ist nun unterbrechungsfrei, sodass der Radlenker entfällt. Damit entfällt auch der bei höheren Geschwindigkeiten unangenehme „Schlag“, wenn der Radsatz an den Radlenker anläuft, was aufgrund des Sinuslaufes von Eisenbahnradsätzen unvermeidbar ist.

Auch bei vielbefahrenen Weichen und Kreuzungen werden manchmal bewegliche Herzstücke eingebaut, selbst wenn dies aus geometrischen Gründen nicht unbedingt nötig wäre. Der Grund liegt hier vor allem im wesentlich geringeren Verschleiß der lückenlosen Schiene, der die Mehrkosten für den zusätzlichen Antrieb aufwiegt.

Ein weiterer Grund ist das Verkehren von Fahrzeugen mit unterschiedlichen Radreifen- und Spurkranzformen. Typisch dafür ist Mischbetrieb von Straßenbahn- und Eisenbahnfahrzeugen auf demselben Gleis. Wegen des größeren Rückflächenabstandes eines Straßenbahnradsatzes und der in der Regel schmaleren Laufflächen ist eine sichere Führung durch den Fernbahnradlenker und ebenso das Überlaufen der Herzstücklücke nicht gewährleistet. Gut sichtbare Beispiele sind die Strecke Wien Philadelphiabrücke–Baden der Lokalbahn Wien–Baden, die im Mischbetrieb befahrenen Strecken der Stadtbahn Köln/Bonn im Zug der Linien 7, 16 und 18 und die Bahnstrecke Zwickau–Zwickau-Zentrum.

Auch außerhalb Deutschlands gab es solche Weichen, z. B. bei der 1927 von einer Lokalbahn zur Straßenbahn umgebauten Linie 11 der HTM (Den Haag, Niederlande). Um die an der Strecke angeschlossenen Industriebetriebe bis Scheveningen mit Eisenbahnwagen bedienen zu können, wurde die ganze Linie mit Weichen mit beweglichen Herzstücken ausgerüstet. Der letzte Güterzug fuhr auf dieser Strecke im Jahr 1974. Einige Weichenpaare existieren noch heute, werden aber bei geplanten Gleiserneuerungen durch reguläre Weichen ersetzt.

Bewegliche Herzstücke sind niemals auffahrbar. Werden sie in falscher Lage befahren, kommt es in jedem Fall zu Schäden.

• Bewegliches Herzstueck.jpg

  Herzstück mit gelenkig beweglicher Herzstückspitze

• WeichenHerzstückBeweglich.jpg

  Federnd bewegliches Herzstück, Vorstellung 1979 auf der IVA-Hamburg

• I9492 bewegliche Flügelschienen und Stützknaggen.jpg

  bewegliche Flügelschienen an einer Weiche der Wiener Lokalbahn. Die Schieber an den Seiten dienen der Abstützung der Flügelschienen in jeweils anliegender Stellung.

Schnellfahrweichen

Die seit den frühen 1970er Jahren geplanten Neubaustrecken in Deutschland erforderten neue Weichenkonstruktionen, die den erhöhten physikalischen Beanspruchungen gerecht werden konnten. Zunächst stand die zulässige Geschwindigkeit im Mittelpunkt der betrieblichen Anforderungen. Da bei selten genutzten Gleiswechseln nur das gerade Stammgleis mit hoher Geschwindigkeit befahren wird, ging man anfangs davon aus, dass einfache Weichen des Typs EW60-1200-1:18,5 (zulässige Geschwindigkeit im Abzweig 100 km/h) mit normalen Herzstücken ausreichend wären, so dass diese Bauform in den Überleitstellen der ersten deutschen Schnellfahrstrecke Hannover–Würzburg überwiegend zum Einsatz kam.

Als Schnellfahrweiche, die auch im Abzweig für höhere Geschwindigkeiten geeignet ist, gab es in der Anfangszeit nur die EW60-2500-1:26,5 (zulässige Geschwindigkeit im Abzweig 130 km/h), die wegen der geometrisch bedingten großen Herzstücklücke von Anfang an über eine bewegliche Herzstückspitze verfügte. Sie eignete sich daher z. B. in der Schnellfahrstrecke Hannover–Würzburg für den Abzweig Sorsum (von und nach Hildesheim), dessen weiterer Kurvenverlauf ohnehin auf eine Höchstgeschwindigkeit von 130 km/h beschränkt ist.

Andere Abzweige, die mit gleicher Höchstgeschwindigkeit wie die der angrenzenden Strecke befahren werden sollten, erforderten längere und schneller befahrbare Weichen. So wurden in der Schnellfahrstrecke Mannheim–Stuttgart erstmals die Korbbogenweichen EW60-7000/6000-1:42 und EW60-6000/3700-1:32,5 eingebaut. Sie erfordern nicht nur bewegliche Herzstücke, sondern auch erheblich längere Weichenzungen und dadurch mehrere Antriebe.

Weichenlaternen sind vom Grundsatz her nur noch dort notwendig, wo ohne technisch gesicherte Rangierfahrstraßen rangiert wird und das Personal den eingestellten Fahrweg erkennen können muss. Abweichend davon verfügen die Schnellfahrweichen zusätzlich immer noch über (mehrere) herkömmliche Weichenlaternen, um dem Instandhaltungspersonal eine Rückmeldung über die synchrone Stellung von Zungen und Herzstückspitze zu bieten.

Folgende Definitionen für Schnellfahrweichen (Regelweichen) gibt es im Bestand der Deutschen Bahn AG, konzipiert für die ersten deutschen Schnellfahrstrecken Mannheim–Stuttgart und Hannover–Würzburg:<ref name="Schnellfahrweichen Referenz">voestalpine, Referenzen Hochgeschwindigkeit</ref>

(Anmerkung: -fb = federnd bewegliches Herzstück)

Bei Korbbogenweichen beginnt der Bogen an den Weichenzungen mit einem größeren Halbmesser (bei der EW60-7000/6000 mit 7000 m), um dann etwa zur Weichenmitte hin in einen kleineren Halbmesser (hier: 6000 m) überzugehen. Nach dem Herzstück schließt sich im Abzweig ein Übergangsbogen an, der das Gleis wieder in die Gerade führt. Daher können Korbbogenweichen bei streckenüblichem Gleismittenabstand nicht in Überleitstellen verwendet werden.

• DB class 103 at Saalbach junction.jpg

  EW60-7000/6000-1:42, Schnell­fahr­strec­ke Mann­heim-Stutt­gart: Ein In­ter­city zweigt am Ab­zweig Saal­bach von Mann­heim in Rich­tung Karls­ru­he ab. (In Be­trieb seit 1988)

• EW6000 3700UB2855b.jpg

  EW60-6000/3700-1:32,5 in der Rhein­tal­bahn, Ver­bin­dungs­kur­ve Ub­stadt, Ab­zweig von Hei­del­berg zur Schnell­fahr­strecke Rich­tung Stutt­gart. (In Betrieb seit 1988)

• Weiche Rohrbach.jpg

  EW60-7000/6000-1:42 am Abzweig Rohrbach in der Schnell­fahr­strec­ke Han­nover–Würz­burg mit drei An­trie­ben. (In Betrieb seit 1994)

• EW 60-16000-6100.jpg

  EW60-16000/6100-1:40,15 (Klo­tho­iden­wei­che) in Bit­ter­feld, zur­zeit größ­te Wei­che Deutsch­lands. (In Betrieb seit 1998)

• Saale-Elster-Talbrücke-017.jpg

  EW 60-6000/3700-1:32,5 fb auf der Saale-Elster-Talbrücke (mit 160 km/h abzweigend befahrbar, Inbetriebnahme 2015)

Klothoidenweichen

Klothoidenweichen sind eine neue Bauweise von Schnellfahrweichen. Ihr Krümmungsverlauf nimmt linear zu und dient einer ruckfreien Fahrdynamik. Dabei sinkt der Radius des abzweigenden Stranges kontinuierlich, nach der geometrischen Form der Klothoide, ab. Der für Fahrgäste unangenehme Ruck beim Gleiswechsel fällt dadurch wesentlich sanfter aus als bei den bislang gängigen Korbbogenweichen, zusätzlich ist der Verschleiß geringer.

Im Netz der Deutschen Bahn kam die neue Bauform in größerer Stückzahl erstmals auf der im September 1998 eröffneten Schnellfahrstrecke Hannover–Berlin zum Einsatz.

Die längsten (169,2 m) und schnellstbefahrbaren Klothoidenweichen in Deutschland wurden im Januar 1998 im Bahnhof Bitterfeld an der Bahnstrecke Berlin–Halle eingebaut (siehe auch Weichenrekorde). In südlicher Richtung zweigt hier der Streckenast nach Halle vom Streckenast nach Leipzig ab. Die konstruktiv zulässigen Höchstgeschwindigkeiten der Weichen (Typ EW60-16000/6100-1:40,15-fb) betragen für das Stammgleis 330 km/h und für das abzweigende Gleis 220 km/h. Im Regelbetrieb sind jedoch nur bis zu 200 km/h erlaubt.

Definitionen für Klothoidenweichen im Bestand der Deutschen Bahn AG, konzipiert für neue Schnellfahrstrecken:<ref name="Schnellfahrweichen Referenz" />

Nur die kürzeren Klothoidenweichen EW60-3000/1500 und EW60-4800/2450 werden bei streckenüblichem Gleismittenabstand in Überleitstellen verwendet, da die Überleitung in den Gegenbogen bei den längeren Weichen mehr Abstand erfordert.

Herzstücke mit Flachrille

Auch im Falle eines zu steilen Herzstückwinkels fällt der Radsatz in die Lücke zwischen Spitze und Flügelschiene. Da solche steilen Kreuzungswinkel jedoch üblicherweise nur bei Gleisen eintreten, die mit geringen Geschwindigkeiten befahren werden (Industrieanschlüsse, Straßenbahnen, etc.), wird in diesem Fall meist ein Herzstück mit Flachrille eingebaut. Hierbei läuft das Rad kurzzeitig auf dem Spurkranz und wird auf diese Weise über die Lücke gehoben. Solche Herzstücke unterliegen einem größeren Verschleiß, da die Auflagefläche des Spurkranzes wesentlich geringer ist als jene der Lauffläche.

Rückfallweiche

Rückfallweichen werden häufig an eingleisigen Strecken eingesetzt, z. B. im Zugleitbetrieb. In Bahnhöfen mit mindestens zwei Rückfallweichen sind Zugkreuzungen ohne manuelle Weichenbedienung möglich. Eine Rückfallweiche wird mithilfe einer Handstellvorrichtung in einer Stellung festgehalten. Beim Auffahren vom Herzstück her drückt sie der Spurkranz des Schienenfahrzeuges in die andere Lage. Danach „fällt“ sie, nach einer Verzögerung von einigen Sekunden, von der Federkraft der ölgedämpften Rückholfeder angetrieben, wieder in ihre Grundstellung zurück, daher die Bezeichnung Rückfallweiche. Eine Rückfallweiche lässt sich zum Rangieren oder im Fehlerfall wie eine gewöhnliche ortsgestellte Weiche mithilfe einer Handstellvorrichtung umstellen. Die Handstellvorrichtung wird in der Regel durch ein Weichenbockschloss verschlossen und durch Schlüsselabhängigkeiten gesichert. Zur Überwachung der korrekten Endlage der Rückfallweiche und gegebenenfalls des Verschlusses des Schlüssels in der Schlüsselabhängigkeit ist ein Überwachungssignal Ne 13 vor der Weichenspitze aufgestellt, das mithilfe von Überwachungskontakten gesteuert wird. Liegt die Rückfallweiche in Endlage ihrer Grundstellung, zeigt das Deckungssignal ein weißes Licht über einem orangen waagerechten Streifen und einem weiß-orangen schräg gestreiften Mastschild, hat die Rückfallweiche ihre Endlage nicht erreicht, ist das Licht dunkel. In Altanlagen können noch andere Signalisierungen vorkommen.

Sandweiche

Eine Sandweiche hat Weichenzungen ähnlich einer einfachen Weiche, der abzweigende Strang endet jedoch schon vor dem Herzstück in einem Sandkoffer. Es handelt sich hier um eine spezielle Bauform der Schutzweiche. Entlaufene Wagen in Bahnhöfen mit Gefälle wurden durch die Sandweiche in einen Gleisabschnitt gelenkt, der mit Sand gefüllt war. Häufig führte dieses Verfahren jedoch zu Entgleisungen, deswegen wird auch in der Schweiz der Begriff Entgleis-, in anderen Ländern Entgleisungsweiche benutzt. Sandweichen wirken somit ähnlich wie Gleissperren und dienen wie diese als Flankenschutzeinrichtung, durften aber auch in von Zügen befahrenen Gleisen eingebaut werden. Sandweichen oder Sandgleise werden heute nur noch selten verwendet, z. B. im Bahnhof Dresden-Friedrichstadt.

Schleppweiche

Bei der Schleppweiche wird die gesamte Fahrbahn verschwenkt, es gibt beim herkömmlichen Zweischienengleis keine durchlaufenden Außenschienen. Die Weichenzungen sind hier gerade und an der Weichenspitze beweglich gelagert, die Stellvorrichtung liegt am inneren Ende der Weichenzunge und verschiebt die Schienen auf den geraden oder den abzweigenden Strang. Anstelle eines Herzstückes haben Schleppweichen, die von Fahrzeugen mit Doppelspurkranzrädern befahren werden, ein drehbares Schienenstück, welches in den zu befahrenden Schienenstrang gedreht wird.

Die ersten Eisenbahnweichen waren Schleppweichen. Da sie insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten nicht betriebssicher waren, wurden sie bei den Eisenbahnen bald durch andere Bauformen ersetzt. Ein Einsatzgebiet sind heute noch Bergbahnen, die aus Sicherheitsgründen über doppelte Spurkränze verfügen oder mit Zangenbremsen ausgestattet sind. Ein bekanntes Beispiel dafür war die Linzer Pöstlingbergbahn (A), die bis zu ihrem Umbau in den Jahren 2008/2009 mit Schleppweichen ausgestattet war. Auch bei Feldbahnen sind noch vereinzelte Exemplare anzutreffen.<ref>Abbildung einer Doppel-Schleppweiche der Ffestiniog Railway</ref>

Schienengebundene Verkehrssysteme, die mit einem vom herkömmlichen Zweischienengleis abweichenden Gleissystem ausgestattet sind und deren Fahrzeuge den Fahrweg umgreifen oder in ihn hineinragen, insbesondere also alle Arten von Einschienenbahnen und Hängebahnen (z. B. Alwegbahnen, Wuppertaler Schwebebahn oder Magnetschwebebahnen) sind auf die Verwendung von langen Schleppweichen angewiesen. Schleppweichen von Einschienenbahnen sind sowohl vom Bau her aufwändiger als auch im Betrieb sehr viel zeitaufwändiger und schwerfälliger als Zungenweichen. So benötigen sie etwa die acht- bis zehnfache Zeit einer Zungenweiche für die Umstellung.<ref>Rudolf Breimeier, S. 11, 22f.</ref> Dadurch ist die Fahrwegbildung und -auflösung sehr viel langsamer und damit auch die Streckenkapazität geringer als bei der Zweischienenbahn. Dies ist ein wesentlicher Grund, dass solche Systeme singuläre Inselbetriebe bleiben und sich nicht zum Netz entwickeln.

Zungenlose Weiche

Zungenlose Weichen werden am Anfang und am Ende eines Drei- oder Vierschienengleises eingesetzt. Ob die Weiche im geraden oder im abzweigenden Strang befahren wird, hängt von der Spurweite ab. Zungenlose Weichen haben ein Herzstück, Flügelschienen und mehrere Radlenker. Um den Durchlauf der Spurkränze durch die möglichst kleine Lücke im gemeinsam benutzten Strang zu garantieren, sind sie auch auf der Außenseite der Fahrschienen erforderlich. Zweigt das Schmalspurgleis entgegen der Seite des gemeinsamen Stranges ab sowie generell bei der Auftrennung eines Vierschienengleises ist zusätzlich ein Doppelherzstück notwendig. Bei frühen Pferdestraßenbahnen kamen auch Weichen ohne Zunge zum Einsatz, wobei durch die Zugrichtung des Pferdes die Fahrtrichtung bestimmt wurde.

Zungen- und herzstücklose Anbindung (ZHA)

Eine Sonderform der zungenlosen Weiche ist die Zungen- und herzstücklose Anbindung (ZHA), die jedoch nicht Weiche genannt wird, und in weichenlosen Gleisanschlüssen genutzt wird. Dabei sind die beiden Schienen des Hauptgleises durchgehend, die des abzweigenden Gleises jedoch unterbrochen. Ist der Abzweig zu bedienen, müssen die Schienen des Hauptgleises durchtrennt, in Richtung des abzweigenden Gleises umgebogen und mit diesem verlascht werden. Nach der Bedienung werden die Schienen wieder zurückgebogen und mit dem Hauptgleis verschweißt. Diese Art der Abzweigung wird bei sehr selten benutzten Anschlüssen verwendet, z. B. bei Umspannwerken für Trafotransporte. Das Auftrennen und Wiederverschweißen ist günstiger als eine normale Weiche zu unterhalten. Ein Beispiel51.0691676.959012{{#coordinates:51,069167|6,959012|

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   |name=Zungen- und herzstücklose Anbindung
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  }} findet sich bei Langenfeld (Rheinland). Eine weitere dieser Anbindungen liegt auf der Neubaustrecke Erfurt–Leipzig/Halle am Abzweig zum Umspannwerk Erfurt-Vieselbach.

Kletterweiche

Eine Kletterweiche wird üblicherweise nur bei Straßenbahnen und Feldbahnen eingesetzt, sie wird behelfsmäßig meist wegen Bauarbeiten auf das bestehende Gleis gelegt, um Züge auf ein anderes Gleis umzuleiten. Die Kletterweiche besteht hierzu aus fest miteinander verbundenen Schienenprofilen. Über abgeflachte Enden können die Züge auf die Behelfsweiche fahren und umgeleitet werden.<ref>Bergung abgestellter Dampfloks mittels Kletterweiche</ref>

Weiche im Mehrschienengleis

Im Verlauf von Drei- oder Vierschienengleisen befindliche Weichen sind Spezialkonstruktionen mit zumeist mehreren Herzstücken. Die Zahl der benötigten Herzstücke ist abhängig von der Art des Mehrschienengleises. Auch die Lage (Seite) der schmaleren Spur innerhalb eines Dreischienengleises wirkt sich diesbezüglich aus. Weiterhin gibt es Unterschiede bezüglich der Art des abzweigenden Gleises. Hier kann es sich entweder um eine der beiden Spurweiten oder auch um ein Mehrschienengleis handeln.

Zahnradbahn-Weiche

Bei Zahnradbahnen sind, auch und gerade im Hinblick auf die Bauart der Weichen, zwei grundlegend unterschiedliche Systeme zu betrachten. Einerseits gibt es Zahnradbahnen, deren Zahnschienen oberhalb der Fahrschienen liegen, andererseits solche, bei denen die Zahnschiene in derselben Höhe wie die Fahrschiene endet. Bei ersteren ist es möglich, dass die mit Zahnrädern ausgerüsteten Fahrzeuge auch konventionelle Weichen befahren, da die Zahnräder über die kreuzenden Weichenelemente vom Fahrgestell berührungslos getragen werden. Beispiele hierfür sind die schweizerische Matterhorn-Gotthard-Bahn MGB (ex FO und BVZ). Zahnstangenweichen können bei derartigen Bahnen durch recht einfache Klappkonstruktionen gelöst werden, insbesondere, wenn es sich um das zweilamellige Abt-System handelt. Einzellamellen werden dann über die Fahrschiene geschoben, ohne letztere zu bewegen. Solch einfache Konstruktionen sind aber nur dann möglich, wenn nicht die volle Kraft über die Zahnstange übertragen werden muss, beispielsweise in geringen Steigungen oder in der Ebene. Solche Weichen kommen bevorzugt dann zum Einsatz, wenn man sich z. B. in einer Kreuzungsstation das Aus- und Wiedereinfahren aus bzw. in die Zahnstange ersparen möchte, weil es zu Fahrtverlangsamungen führt. Der Vorteil, konventionelle Weichen einbauen zu können, erbringt auch einen Nachteil: Bei Bahnübergängen im Zahnstangenabschnitt sind entweder aufwändige technische Lösungen zur Absenkung notwendig, oder es entsteht eine Querwelle für den Straßenverkehr. Derartige Querwellen werden heute generell nicht mehr genehmigt. Ein Beispiel für eine absenkbare Zahnstange ist die Kreuzung von Straße und Dampfbahn Furka-Bergstrecke in Oberwald.

Im Fall einer niedrig eingebauten Zahnschiene, wie es z. B. in Stuttgart bei der Zahnradbahn der Stuttgarter Straßenbahnen AG der Fall ist, sind niveaugleiche Straßenkreuzungen unproblematisch, da die entstehenden Spalten bei den üblichen Zahnteilungen nicht breiter als bei Schienenrillen werden und keine Höhendifferenzen im Straßenplanum auftreten. Im Gegenzug ist man aber nun an Weichen gezwungen, sowohl die Zahnstange als auch die Laufschienen mit beweglichen Stücken auszustatten, die gemeinsam mit den Weichenzungen umgestellt werden, da die tief hängenden Zahnräder sonst an den kreuzenden Laufschienen aufsäßen.

Bahnen, deren Triebfahrzeuge keine Adhäsionstriebwerke haben, sind generell auf Weichen angewiesen, bei denen die Zahnstange durchgeführt ist.

Gleiswender

Bei Zahnradbahnen mit einer Zahnstange System Locher sind wegen der waagerecht liegenden Zahnräder Kreuzungen zwischen Fahrschiene und Zahnstange nicht möglich, so dass die Verwendung herkömmlicher Weichen nicht umsetzbar ist. Stattdessen werden sogenannte Gleiswender eingesetzt. Diese bestehen aus einem Rahmen, an dem auf der Oberseite ein Gleis für den geraden Strang und auf der Unterseite ein Gleis für den abzweigenden Strang angebracht ist. Der Rahmen ist in Richtung der Gleisachse um 180° drehbar, so dass in beiden Lagen Fahrschienen und Zahnstange durchgängig sind. Ursprünglich waren bei Zahnradbahnen nach dem System Locher anstatt Weichen Schiebebühnen mit montierten Gleisen eingebaut, auf denen gerader und abzweigender Strang nebeneinander angebracht waren, die damit ebenfalls durchgehend befahren werden konnten.

Bogendrehscheibe

Eine Bogendrehscheibe ist eine Drehscheibe, auf der sich ein gebogenes Gleis befindet. Je nachdem, welches der beiden Bogenenden man in Richtung Einfahrtstrang dreht, zeigt das jeweils gegenüberliegende Bogenende entweder auf den linken oder rechten Ausfahrtstrang. Bei Eisenbahnen sind Bogendrehscheiben eher theoretischer Natur und werden kaum bis gar nicht verwendet, allerdings ist diese Bauform die Standardweiche der Lartigue-Einschienenbahn.

Abtsche Weiche bei Standseilbahnen

Die Abtsche Weiche ist eine Sonderkonstruktion für Standseilbahnen, die bei der Ausweichstelle in der Mitte der Strecke benutzt wird. Die Weiche besitzt keine beweglichen Teile, weil die Seilbahnwagen durch Räder mit doppelten Spurkränzen auf der Außenschiene geführt werden und auf den Rädern der Innenschiene keine Spurkränze haben.<ref>Technische Details der Standseilbahn Weißer Hirsch in Dresden</ref>

Straßenbahnweichen

In Straßenbahnnetzen werden zwei unterschiedliche Weichenkonstruktionen eingesetzt. Bei jenen Streckenabschnitten, die im Straßenplanum liegen, werden Weichen aus Rillenschienen verwendet. Da Rillenschienen die Räder beidseitig führen, sind im Herzstückbereich keine eigenen Radlenker nötig. Straßenbahntypische Weichenantriebe für Rillenschienenweichen liegen meist zwischen den Backenschienen. Weil die Zungen in der abliegenden Stellung die Innenkante der Rille bilden, ist der Zungenaufschlag nur etwa so groß wie die Rillenweite und daher deutlich kleiner als bei Eisenbahnweichen.

Straßenbahnweichen, die auf einem Streckenabschnitt mit eigenem Gleiskörper liegen, entsprechen in der Regel den bei Eisenbahnen üblichen Weichen. Sichtbare Unterschiede gibt es je nach verwendetem Radreifenprofil bei den Leit- und Rillenweiten der Radlenker und Herzstücke. Diese sind bei klassischen Straßenbahnbetrieben deutlich schmaler, die Radlenker ragen außerdem nicht über die Schienenoberkante der Fahrschienen hinaus. Straßenbahnweichen können wesentlich geringere Bogenradien aufweisen. Kreuzungsweichen sind bei Straßenbahnen selten.

In der Vergangenheit wurden bei vielen Betrieben, z. B. in Leipzig, Rillenschienenweichen auch auf eigenem Gleiskörper eingesetzt. Liegt eine Weiche nur teilweise im Straßenraum, dann ist ein Wechsel von Rillen- auf Kopfschienen auch innerhalb der Weiche möglich.

Auf Gleisen mit Mischbetrieb von Straßen- und Eisenbahnfahrzeugen werden grundsätzlich reguläre Eisenbahnweichen verwendet. Sollen Straßenbahnfahrzeuge ohne fahrzeugseitige Anpassungen verkehren, sind Herzstücke ohne Fahrkantenunterbrechung erforderlich. Möglich ist das durch bewegliche Herzstückspitzen oder Flügelschienen. Letztere verwenden beispielsweise die Rheinuferbahn und die Lokalbahn Wien–Baden.

Einfache Weiche

Rillenschienen verfügen über einen durchgehenden Spurkanal. Deshalb sind bei Weichen im Straßenplanum keine besonderen Radlenker und Flügelschienen erforderlich. Im Radlenkerbereich verengt sich die Rillenweite allerdings. Da bei Straßenbahnen die Lauffläche der Räder in der Regel schmaler ist als bei Vollbahnen, führt dies insbesondere im Bereich der Herzstücke zu stärkeren Stößen, da die Auflagefläche des Rades kleiner ist. Im Herzstück- und im Radlenkerbereich wird daher die Rillenschiene häufig als Flachrille ausgeführt, bei denen der Spurkranz auf dem Grund der Rille rollt. Seit einigen Jahren werden meist etwas breitere Radreifen eingesetzt, damit wurden in vielen Fällen Tiefrillenherzstücke möglich. Die Laufruhe der Fahrzeuge ist auf diesen deutlich besser.

Bei den frühen Pferdestraßenbahnen waren zungenlose Weichen üblich, beim spitzen Befahren wurde über die Zugrichtung des Pferdegespannes die Fahrtrichtung auf der Weiche bestimmt. Mit dem Einsatz von Straßenbahn-Triebwagen wurden Zungen zur Steuerung der Fahrtrichtung notwendig, wobei häufig Weichen mit nur einer Zunge ausgerüstet wurden.

Einzungenweiche

Einzungenweichen sind Weichen, die nur über eine Zunge verfügen. Sie wurden früher aufgrund ihrer günstigeren Herstellungskosten auf der ganzen Welt eingesetzt, inzwischen findet man sie noch in den Städten der ehemaligen Sowjetunion sowie in Toronto (Kanada). Die Zunge wirkt an der Backenschiene anliegend wie bei einer gewöhnlichen Weiche, abliegend dagegen als Radlenker. Diese Einzungenweichenkonstruktion ist nur als Gelenkzungenweiche bei kleinem Bogenradius und Rillenschienen möglich. Die zungenlose Seite der Weichenspitze ist in der Regel eine Flachrille mit Spurkranzauflauf.

Vorgezogene Zungenvorrichtung

Speziell bei Straßenbahnen können Weichen auch im Bereich von befahrenen Straßen oder engen Kurven liegen. Um die Störanfälligkeit zu minimieren, werden diese häufig mittels kurzer Gleisverschlingungen von solch einer ungünstigen Stelle einige Meter weiter weg gelegt. Diese Bauart ist auch bekannt unter dem Begriff vorgezogene Zungenvorrichtung.

Vorsortierweiche

Bei einer nur bei Straßenbahnen eingesetzten Vorsortierweiche wird die Gleisverschlingung soweit verlängert, dass sie beispielsweise über die komplette Länge einer Haltestelle reicht, und mehrere Züge in sie einfahren können. Dies ermöglicht es den Triebwagenführern, bei der Einfahrt in die Haltestelle langsam zu fahren, um die Weichenstellung genau zu kontrollieren. Die Ausfahrt aus der Haltestelle kann nun schneller erfolgen, da auch beim dichten Aufeinanderfolgen von mehreren Zügen keine Weiche mehr gestellt werden muss und auch nicht irrtümlich umgestellt werden kann. Auch nach der Einführung von fahrstromunabhängigen Weichenstellvorrichtungen und unter dem Zug verriegelten Weichen entlasten derartige Vorsortierweichen das Fahrpersonal, das seine Aufmerksamkeit besser auf das Verkehrsgeschehen richten kann.

Weichen mit besonderen Aufgaben

Spaltweiche

Als Spaltweichen oder Spaltungsweichen werden vor allem in der Schweiz die Weichen bezeichnet, welche eine Einspur in eine Doppelspur aufspalten (z. B. im Lötschberg-Basistunnel) oder von einer Schnellfahrstrecke auf eine abzweigende Strecke führen (z. B. die Ausbaustrecke Solothurn–Wanzwil). Da diese Weichen mit hoher Geschwindigkeit befahrbar sein müssen, handelt es sich meist um Sonderkonstruktionen mit einer erheblichen Baulänge.

Überleitstelle oder Spurwechsel

Als Überleitstelle, in der Schweiz Spurwechsel genannt, werden zwei oder vier Weichen bezeichnet, deren Aufgabe es ist, einem Zug den Wechsel des Gleises auf einer Doppelspur zu erlauben.

Schutzweiche

Als Schutz- oder Entgleisweichen bezeichnet man Weichen, deren einzige Aufgabe es ist, durch ihre ablenkende Stellung zu verhindern, dass eine Zugfahrt durch andere Zug- oder Rangierfahrten gefährdet wird (Flankenfahrt). Der ablenkende Strang der Weiche führt meist in ein kurzes Stumpfgleis, das oft von einem Prellbock abgeschlossen wird. In Bahnhöfen findet man Schutzweichen z. B. als Abschluss von Kreuzungs- oder Überholgleisen sowie bei Anschlussgleisen, wenn diese ein Gefälle zum Streckengleis aufweisen.

Eine Sonderform stellen dabei Streckschutzweichen dar. Fährt ein langer Zug in ein Überholgleis ein und löst nach dem Halt die Bremsen wieder etwas, so entspannen sich die Federn in den Puffern der Wagen, was dazu führt, dass sich der Zug nach hinten hin streckt. Um zu verhindern, dass ein sich streckender Zug in das Lichtraumprofil des Nachbargleises gelangt, gibt es dann besondere Weichen, die nach Einfahrt des Zuges umgestellt werden müssen, damit das Strecken des Zuges in ein anderes Gleis erfolgt.

In den Grenzbahnhöfen der DDR wurden Schutzweichen zur Verhinderung von Republikfluchten eingesetzt. War dies aus Platzgründen nicht möglich, wurden als Sonderlösung dafür auch Gleissperren genutzt.

Auffangweiche

Aufgabe einer Auffangweiche ist es, das Entlaufen von Fahrzeugen in eine Gefällestrecke zu verhindern. Die Weiche liegt in Grundstellung auf dem ablenkenden Strang, der, ähnlich wie bei der Schutzweiche, meist in ein kurzes Stumpfgleis mit Prellbock führt, aber im Gegensatz zu dieser im Fahrweg des Zuges liegt und erst kurz vor dem Befahren umgestellt wird. Auffangweichen findet man sowohl im Ausfahrweg des bergseitigen als auch hinter dem Einfahrsignal des talseitigen Bahnhofs.

Stellvorrichtungen

Im einfachsten Fall ist eine Weiche ortsgestellt. An der Spitze der Weiche befindet sich ein Stellbock, an dem die Weiche mit Muskelkraft umgestellt wird. Dieser besteht aus dem Weichenhebel und dem Stellgewicht, das die Weiche in der jeweiligen Endlage hält. Meist ist der Stellbock mit einem Weichensignal verbunden. In der Frühzeit der Eisenbahn gab es nur ortsgestellte Weichen, die von Weichenwärtern gestellt wurden.

Zur Beschleunigung von Rangiervorgängen werden heute auch elektrisch ortsgestellte Weichen (EOW) verwendet.

Ferngestellte Weichen werden von einem Stellwerk aus gestellt. Die älteste Stellwerksbauform ist das mechanische Stellwerk. Bei Gestängeleitungen, die heute noch in Großbritannien, Frankreich und ehemaligen Kolonien dieser beiden Staaten verbreitet sind, genügt es, diese Leitung an die Zungenverbindungs- oder Schieberstange anzuschließen. In vielen anderen Ländern, unter anderem im deutschsprachigen Raum, setzten sich Drahtzugleitungen mehr durch. Der Weichenantrieb ist über eine Doppeldrahtzugleitung mit dem Stellhebel im Stellwerk verbunden und besteht in der Einheitsform aus einem ungleichschenkligen Winkelhebel, der die 500 Millimeter Leitungsstellweg in (im Regelfall) 220 mm Stellweg der Schieberstange übersetzt. Zum mechanischen Weichenantrieb gehört eine Drahtbruchsperre, die die Weiche bei Drahtbruch in der Endlage festhält. Die Entfernung zwischen Weiche und Stellwerk ist wegen der Reibung auf etwa 450 Meter Leitungslänge begrenzt, so dass in größeren Bahnhöfen eine Vielzahl mechanischer Stellwerke zur Abwicklung des Betriebs erforderlich waren.

Der in den 20er Jahren des 20. Jahrhunderts erprobte pneumatische Weichenantrieben mit Druckluft setzte sich gegenüber den heute gebräuchlichen elektrischen oder elektrohydraulischen Antrieben mit einem Elektromotor an der Spitze der Weiche und Umstellung mittels elektrischer Signale nicht durch. Zuerst wurde diese Antriebsform in elektromechanischen Stellwerken verwendet. Heute werden ganze Eisenbahnstrecken oder U-Bahn-Netze von zentralen Stellwerken aus ferngesteuert.

Zu Anfang rüstete man Weichenantriebe mit Gleichstrommotoren mit getrennten Wicklungen für Rechts- und Linkslauf aus, seit den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts ging man in Verbindung mit dem Bau von Gleisbildstellwerken auf Drehstrom-Asynchronmotoren über. Neben dem wartungsarmen, weil kollektorlosem Aufbau ist die Verwendung unterschiedlicher Stromarten für Umstellung und Überwachung sicherheitserhöhend. Die Überwachungsgleichspannung kann den Motor nicht bewegen, die Stellwechselspannung kann keine fehlerhafte Ordnungsmeldung auslösen.

Als in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts Weichen entwickelt wurden, die mit hohen Geschwindigkeiten im abzweigenden Ast befahren werden können, wurde zunächst ein Weichenantrieb über eine Mechanik mit mehreren Schieberstangen verbunden. Mit Fortschritten in der Steuerungstechnik (insbesondere über Elektronische Stellwerke) wurde es ab etwa Mitte der 1990er Jahre möglich, jeden einzelnen Weichenverschluss mit einem Antrieb zu versehen und synchron zu bewegen.

Zungenüberwachung

Störungen an den Übertragungsteilen, beispielsweise Brüche von Verbindungsstangen oder Verschlussteilen, können zu Lageänderungen und damit insbesondere bei spitzbefahrenen Weichen zu Entgleisungen führen. Um das zu verhindern, wurden Einrichtungen zur Zungenüberwachung eingeführt. Die Zungenlage wird zu diesen über besondere, von der Stellvorrichtung unabhängige, Verbindungsstangen übertragen. Erreicht eine Zunge keine Endlage, wird im Stellwerk eine Störungsmeldung ausgelöst.

In Abhängigkeit von der zulässigen Geschwindigkeit und dem möglichen Verkehren von Reise- und Güterzügen werden bei mechanisch ferngestellten Weichen Zungenprüfer und Riegel eingesetzt. Zungenprüfer sind Teil des Weichenantriebes und auffahrbar. Die sicherungstechnisch höherwertigen Riegel erfordern eigene Stellhebel und Drahtzugleitungen, sind jedoch nicht auffahrbar. Auch Handweichen lassen sich durch Riegel in die Signalabhängigkeit einbeziehen.

Elektrisch gestellte Riegel verwendete man in der Anfangszeit bei elektromechanischen Stellwerken, sowohl elektromagnetisch als Bestandteil von Weichenantrieben als auch als besonderes, motorbetriebenes Gerät, insbesondere bei Handweichen. Es stellte sich aber heraus, dass Zungenprüfer bei elektrischen Antrieben mit weniger Aufwand dasselbe Sicherheitsniveau gewährleisten und gleichzeitig auffahrbar sind. Handweichen bei elektrischen Stellwerken sind kostengünstiger durch Schlüsselabhängigkeit zu sichern. Deshalb sind in elektrischen Weichenantrieben nur noch Zungenprüfer gebräuchlich.

Weichen mit großen Bogenradien und mehreren Weichenverschlüssen erhalten zunehmend einen oder mehrere zusätzliche Zungenprüfkontakte, um die Endlage über die gesamte Zungenlänge zu überwachen. Mechanische Mittelriegel bzw -prüfer sind möglich, aber sehr selten. Wegen des großen Umstellwiderstandes sind solche Weichen in der Regel mechanisch nicht beherrschbar und müssen elektrische Antriebe erhalten, auch in mechanischen Stellwerksbezirken. Bei Rückfallweichen wird durch einen elektrischen Zungenprüfkontakt an der Weichenspitze das Überwachungssignal gesteuert.

Nichtauffahrbare Weichen, also solche mit beweglichen Herzstückspitzen oder Flügelschienen sowie mit nichtauffahrbaren Antrieben für Geschwindigkeiten über 160 km/h ausgerüstete erhalten eine Auffahrortungseinrichtung, die bereits eine Auffahrmeldung auslöst, wenn ein Fahrzeug auf die falsch liegende Weiche zuläuft.

Steuerung bei Straßenbahnen

In klassischen Straßenbahnnetzen gibt es in der Regel eine vom Triebwagenfahrer bzw. durch den Bordrechner des Fahrzeugs oder das Betriebsleitsystem betätigte Weichensteuerung. Normalerweise wird die Weiche dabei automatisch anhand der am Bordrechner eingestellten Linien- oder Kursnummer geschaltet. Der Fahrer hat in der Regel zusätzlich die Möglichkeit manuell eine andere Fahrtrichtung vorzugeben, um beispielsweise bei Betriebsstörungen eine Ausweichroute fahren zu können. Im Störungsfall oder bei Rangierfahrten können die Weichen auch von Hand mittels einer in den Triebwagen mitgeführten Stange (»Weicheneisen«, »Weichenkrücke«) umgestellt werden. Straßenbahnweichen, die im Regelbetrieb nur stumpf befahren werden, sind in der Regel Rückfallweichen.

Bis Mitte der 1990er Jahre wurde häufig die Steuerung mittels Oberleitungskontakten für die Stromabnehmer gesteuert, wobei über die Stromaufnahme des Zuges die Weichenstellung beeinflusst werden konnte. Je nachdem, ob der Triebwagen mit Strom fuhr oder ohne Strom rollte, konnte die Stellung der Weiche geändert werden (wie genau, unterschied sich zwischen den einzelnen Betrieben). Dies führte jedoch häufig zu fehlerhaften Weichenstellungen, weil beispielsweise die Heizung im Winter, die Klimaanlage im Sommer, oder auch die Bremsstromrückspeisung beim Bremsen die Steuerung falsch beeinflussen konnte. Auch konnte dies problematisch sein, wenn ein Straßenbahnzug vor einem Fahrleitungskontakt zum Stehen kam, wie dies an Haltestellen oder vor gesicherten Abschnitten (z. B. Straßenkreuzungen) vorkommt. Musste ein Fahrzeug im Bereich eines Fahrleitungskontaktes anfahren, dann war es nicht zu vermeiden, dass die zugehörige Weiche sich umstellte. Hier war dann der Einsatz von Vorsortierweichen nötig.

Seit 1996 darf in Deutschland die Weichensteuerung wegen der Fehleranfälligkeit daher nicht mehr von der Stromaufnahme des Wagens abhängen. Moderne Steuerungen arbeiten mit induktiver Meldeübertragung, Funk- oder Infrarotsteuerung. Weichenantriebe für den Einsatz im Straßenraum befinden sich meist im Gleis, gelegentlich auch daneben, jedoch immer mit befahrbarer Abdeckung auf Fahrbahnhöhe. Die Stellwege und Zungenaufschläge sind im Vergleich zu Fernbahnverhältnissen deutlich kleiner, damit die Fahrbahndecke sicher befahr- und begehbar bleibt.

Auf unabhängigen Bahnkörpern erfolgt die Weichensteuerung mitunter, bei Stadt- und U-Bahn-Netzen generell vergleichbar mit Eisenbahnnetzen von Stellwerken mit Fahrstraßensicherung. Weichenantriebe und -verschlüsse entsprechen dann in der Regel den bei Eisenbahnen üblichen Bauarten.

Befahrungsweisen

Eine Weiche wird entweder

• spitz (Anfahrt auf die Weichenspitze zu mit der Möglichkeit, sich für links oder rechts zu entscheiden) oder
• stumpf (Gegenrichtung, ohne derartige Auswahlmöglichkeit)

befahren.

Bei zweigleisigen Strecken mit Vorzugsfahrtrichtung (Rechtsverkehr in Deutschland) führen auch Gleiswechselbereiche von Überleitstellen eine entsprechende Nomenklatur. Die dabei verwirrende Bezeichnung Gleiswechsel beinhaltet lediglich die Möglichkeit, nicht die Notwendigkeit desselben.

In den meisten Straßenbahnnetzen wurden nur stumpf befahrene Gleiswechsel eingebaut, weil bei diesen die Gefahr einer Entgleisung geringer ist, und vor allem, damit keine Gefahr einer unbeabsichtigten Flankenfahrt besteht. Zu einer derartigen Flankenfahrt oder Entgleisung kann es kommen, wenn z. B. die Weichenzunge aufgrund von Fremdkörpern nicht korrekt anliegt und zumindest eine Achse den falschen Fahrweg nimmt. Bei Weichen mit Weichenantrieben in Eisenbahnbauart kommt es wegen der im Vergleich zu Straßenbahnantrieben größeren Zungenaufschläge zur Entgleisung, wenn ein Fahrzeug von der Spitze her in den Umstellvorgang hineinläuft. Dieser Vorgang wird als zweispurig fahren oder Gabelfahrt bezeichnet.

Um bei einer Baustelle während der Reparatur oder Erneuerung einer Straßenbahnstrecke Spitzkehrenfahrten zu vermeiden, wird das intakte Gleis in beiden Richtungen befahren. Dafür wird vor der Baustelle eine Gleisverbindung mit einer Kletterweiche aufgelegt, über die die Straßenbahn vom Baustellengleis auf das Gleis der Gegenrichtung wechseln kann. Hinter der Baustelle wird der fest eingebaute, jetzt spitz befahrene Gleiswechsel befahren, um wieder zurück auf das ursprünglich befahrene Gleis zu gelangen.

Weichenrekorde

Die zurzeit größten Weichen Deutschlands liegen auf der Strecke Leipzig–Berlin im Bahnhof Bitterfeld, sie dienen der Trennung in Richtung Halle und Leipzig und waren damals die größten Weichen der Welt. Der Radius des abzweigenden Stranges dieser Klothoidenweichen vom Typ EW60-16000/6100-1:40,15 verkleinert sich von anfangs etwa 16 000 Metern zur Weichenmitte hin auf 6100 und steigt anschließend wieder auf den Ausgangswert an. Acht Antriebe sind zum Umstellen der Zungen und weitere drei Antriebe zum Umstellen der Herzstückspitze erforderlich. Die Gesamtlänge dieser planmäßig abzweigend mit 200 km/h befahrenen Weichen liegt bei je 169,2 Metern. Sie sind bis heute (Stand: 2011) die größten Weichen im Netz der Deutschen Bahn. Die erste der beiden Weichen, die Weiche 61 wurde im Januar 1998 südlich der Bahnsteige eingebaut. 1999 folgte mit der Weiche 03 eine zweite Weiche (51° 38′ 6″ N, 12° 19′ 11″ O51.63506212.31972{{#coordinates:51,635062|12,31972|

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  }}) ähnlichen Ausmaßes im nördlichen Bahnhofskopf. Beide sind Linksweichen.

An der Abzweigstelle Saalbach der Schnellfahrstrecke Mannheim–Stuttgart (Inbetriebnahme: 1987) sowie am Abzweig zur Nantenbacher Kurve der Schnellfahrstrecke Hannover–Würzburg (1994) kamen erstmals mit 200 km/h abzweigend befahrbare Weichen in Deutschland zum Einsatz. Die Korbbogenweichen EW60-7000/6000-1:42 wurden neu entwickelt und sind insgesamt 154 m lang und 210 t schwer; der Radius beträgt im Bereich der Zungen 7000 m und etwa ab Weichenmitte 6000 m. Die Länge der Zungen liegt bei 56 m.<ref name="etr-1992-6">Lothar Friedrich, Albert Bindinger: Die Komponenten des Fahrwegs für das ICE-System in der Bewährung. In: Eisenbahntechnische Rundschau, 1992, Heft 6, S. 391–396, ISSN 0013-2845.</ref>

Diese sechs Weichen sind heute die im abzweigenden Strang schnellstbefahrenen Weichen in Deutschland. Zwei weitere abzweigend mit 200 km/h befahrbare Weichen (EW60-16000/6100) entstanden bis Ende 2010 zur Einbindung der Verbindungskurve Weißig–Böhla in die Bahnstrecke Berlin–Dresden.

Auf der Neubaustrecke Madrid–Barcelona–Französische Grenze kommen inzwischen, vor allem an Überleitstellen, insgesamt 136 noch größere Weichen zum Einsatz (EW60-17000/7300-1:50). Der Radius der 180 m langen und planmäßig mit 220 km/h abzweigend befahrbaren Konstruktionen liegt zwischen 7.300 und 17.000 Metern.<ref name="ei-2003-37">Hubertus Höhne: Schienentechnik der HGV-Strecke Madrid – Grenze Frankreich. In: EI – Eisenbahningenieur. 54, Nr. 12, 2003, ISSN 0013-2810, S. 37–42 (445 kB).</ref>

Im Juni 2001 gingen mit der LGV Méditerranée an der Abzweigstelle Les Angles (Relation Paris–Montpellier) mit 220 km/h abzweigend befahrbare Weichen in Betrieb.<ref name="eri-2001-557">Sven Andersen: Verkehrshalte an der TGV-Strecke Paris – Marseille. In: Eisenbahn-Revue International, Heft 12/2001, ISSN 1421-2811, S. 557–561.</ref>

Die weltweit schnellstbefahrene Weiche liegt auf der LGV Est européenne und wurde im Rahmen der Rekordfahrt V150 am 3. April 2007 mit 560 km/h befahren.<ref>Vossloh AG: vossloh: understanding mobility. Broschüre (16 Seiten). S. 6</ref>

Literatur

• Gerhard Müller: Weichen-Handbuch. 4., bearbeitete und ergänzte Auflage. Transpress-Verlagsgesellschaft, Berlin 1991, ISBN 3-344-70733-7.
• Volker Matthews: Bahnbau. (Mit 57 Tabellen). 6., überarbeitete und aktualisierte Auflage. Lehrbuch, Bauwesen. Teubner, Wiesbaden 2003, ISBN 3-519-50113-9.
• Günter Berg, Horst Henker: Weichen. 2. Auflage. transpress VEB Verlag für Verkehrswesen, Berlin 1986, ISBN 3-344-00041-1.
• Joachim Fiedler: Bahnwesen. Planung, Bau und Betrieb von Eisenbahnen, S-, U-, Stadt- und Straßenbahnen. 5., neu bearbeitete und erweiterte Auflage. Werner, Düsseldorf 2005, ISBN 3-8041-1612-4.
• Max Schmid v. Schmidsfelden: Weiche mit ununterbrochenem Hauptgeleise für Abzweigung von Industriebahnen. In: Paul Kortz (Red.): Zeitschrift des Oesterreichischen Ingenieur-und Architekten-Vereines. Band 49.1897, Heft 45. Österreichischer Ingenieur- und Architektenverein, Wien 1897, ZDB-ID 2534647-7, S. 607 ff. – Volltext online (PDF; 13,2 MB).

Weblinks

• gleisbau-welt.de
• oberbauhandbuch.de

Einzelnachweise

<references/>