Einleitung

Zweck von Stellwerken

Ich schreibe hier nur kurz über den Sinn und Zweck von Stellwerken und über die Technologie, wie Züge sicher verkehren können. Wer mehr zu dem Thema erfahren möchte, dem sei hier die Übersicht an weiterführenden Informationen empfohlen.

Zwei wichtige Systemeigenschaften des Schienenverkehrs sind die gezwungene Spurführung auf dem Gleis und die langen Bremswege aufgrund hoher Gewichte und geringer Reibwerte zwischen Stahlrad und Stahlschiene. Um ein Gleis zu wechseln braucht es Streckenseitige Einrichtungen, i. d. R. Weichen. Da ein Fahren auf Sicht selbst bei moderaten Geschwindigkeiten nicht möglich ist, muss sich ein Lokführer (offiziell Triebfahrzeugführer) auf eine sichere und korrekt eingestellte Fahrbahn verlassen können. Signale vor den Gefahrpunkten müssen weit im Vorraus angekündigt werden um den Zug entsprechend verlangsamen zu können. Das macht es nötig, Zugfahrten Streckenseitig so zu sichern, dass...

• alle Fahrwegelemente richtig gestellt sind
• alle Fahrwegelemente verschlossen sind, um ein vorzeitiges umstellen auszuschließen
• alle feindlichen Zugfahrten ausgeschlossen sind
• Schutz vor sonstigen Gefährdungen durch Fahrzeuge besteht (Flankenschutz)

Die Summe aller korrekt eingestellten Fahrwegelemente, die für die Zugfahrt unmittelbar (z.B. befahrene Weichen) oder mittelbar (Flankenschutz) nötig sind, wird auch Fahrstraße genannt.

Erst wenn diese Bedingungen erfüllt sind, lässt sich ein Ein- oder Ausfahrtsignal auf Fahrt stellen. Und erst wenn ein Zug die Strecke passiert hat und das Signal wieder auf Halt zurückgestellt wurde, kann der gesicherte Fahrweg wieder aufgelöst werden. Das zeigt auch die immense Bedeutung von Hauptsignalen: Ein auf Fahrt stehendes Signal bedeutet nicht weniger, als dass alle Bedingungen für eine Zugfahrt - von technischer Seite erzwungen - erfüllt sind.

Als streckenseitige Sicherung gibt es noch den Streckenblock. Dieser soll den Raumabstand der Züge auf freier Strecke sicherstellen, indem er Folgefahrten (ein weiterer Zug wird in die bereits besetzte Strecke gelassen) und Gegenfahrten (ein Zug wird dem auf der Strecke befindlichen entgegen geschickt) blockiert. Auf in beide Richtungen befahrenen Gleisen (der Normalfall auf eingleisigen Strecken) wird dabei eine Erlaubnis zwischen den benachbarten Stellwerken ausgetauscht - nur wer diese Erlaubnis besitzt kann Züge ablassen. Außerdem verhindert die Anfangssperre das mehrfache ablassen von Zügen. Nur wenn die Strecke wieder frei ist kann ein weiterer Zug abfahren oder die Erlaubnis gewechselt werden. Auch die Blocksperren wirken direkt auf die Bedienbarkeit der Signalhebel.

Um all diese Bedingungen voneinander in Abhängigkeit zu bringen ist es sinnvoll, die Stell- und Überwachungseinrichtungen an einem Ort zu vereinen: dem Stellwerk. Nur durch das abstrakte und gleichartige Aufreihen der Bedienelemente besteht die Möglichkeit, eine alle Elemente verknüpfende Maschine zu bauen, die diese Bedingungen überprüfen und sicherstellen kann. Außerdem hat diese Zentralisierung den Vorteil, dass der Fahrdienstleiter - verantwortlich für alle Zugfahrten in seinem Stellbezirk - alle Elemente fernsteuern und seinen Stellbezirk überblicken kann. 

Stichwort Überblicken: Mechanische Stellwerke haben i.d.R. keine Einrichtung zur Gleisfreimeldung im Bahnhof selbst. Zumindest nicht in der Form, die Gleisfreimeldung in die Stellwerkslogik zu integrieren. Der Fahrdienstleiter oder seine Gehilfen müssen durch in Augenscheinnahme feststellen, dass alle Fahrwege und Gleise für die entsprechende Zugfahrt frei sind. Ein Nachteil, da hier der Faktor Mensch eine extrem witchtige Sicherheitsaufgabe übernehmen muss. Erst bei moderneren Stellwerksgenerationen (Relais-Stellwerk, elektronisches Stellwerk) wurden Systeme integriert, die das Freisein von Gleisen oder Abschnitten automatisch überwachen (Achszähler, Gleisstromkreise).

Und noch etwas ist durch hingucken zweifellos festzustellen: Ist der gesamte Zug angekommen? Nur nach Beobachtung des Zugschlusssignals darf der Streckenblock zurück geblockt werden (was die roten Laternen hinten zu mehr macht, als nur zum Rücklicht des Zuges).

Das mechanische Stellwerk

In diesem Projekt geht es um den Nachbau eines mechanischen Stellwerkes. Ein mechanisches Stellwerk zeichnet sich durch folgende Komponenten aus, die auf diesen Seiten noch im Detail beschrieben werden.

• Hebelbank mit Stellhebeln für Weichen, Riegel, Signale
• Verschlussregister mit den Verschlussbalken, Fahrstraßen- und Signalschubstangen in dem alle Abhängigkeiten zwischen Fahrwegelementen und Signalen hergestellt werden
• Fahrstraßenhebel zum Bewegen der Fahrstraßenschubstangen
• Blockuntersatz mit den Verschlüssen des Streckenblocks (Anfangssperre, Erlaubnissperre, Rückblockungssperre) in dem die Abhängigkeiten der Signale mit dem Streckenblock hergestellt werden
• Blockkasten zum Bedienen (blocken, rückblocken) der Blockfelder. 

Weitere Komponenten, die in diesem Projekt (noch) nicht berücksichtigt werden:

• Ein Hebelbankschloss zum Herstellen einer Schlüssel-Abhängigkeit
• Fahrstraßenfestlegung mit Zugmitwirkung zur Auflösung (Auflösen der Fahrstraße nur wenn ein Zug die Fahrstraße komplett verlassen hat, nicht nur Signalabhängig)
• Elektrische Tastensperre mit Zugmitwirkung beim Endfeld (ist der Zug tatsächlich gefahren, bevor er Zurückgeblockt wird?)

Warum dieses Projekt

Schon seit meiner Kindheit interessiert mich die Eisenbahn. Und schon bald war mir klar, dass sich hinter den Lichtern (oder Flügelstellungen) eines Hauptsignals mehr verbergen muss als nur eine triviale Ampelschaltung. Außerdem habe ich mich in der Vergangenheit immer wieder mal mit einer Modellbahn auseinandergesetzt. Und selbst im Kleinen macht eine sinnvolle Stellwerkslogik durchaus Sinn: Auch in H0 ist es doof, wenn der Personenzug auf Hauptsignal irrtümlich in das Sägewerk geschickt wird oder der durchfahrende Güterzug nach der Hälfte auf ein anderes Gleis geleitet wird. Letzteres kann auch im Kleinen schon Sachschäden verursachen!

Meine Modellbahn 2012-2016 - staubt derweil im Keller vor sich hin, Hausbau und Familienplanung haben sie erstmal dorthin verbannt

Meine letzten Ansätze waren dabei rein Elektrische bis hin zu einer SPS-Steuerung mit Bedienpanel. Tolle fancy Lösung ohne Zweifel, aber elektronisch und/oder per Software kann ich berufsbedingt. Also war eine Lösung nach dem Vorbild mechanischer Stellwerke durchaus interessant. 

Gleisbildstellwerk auf Basis einer SIEMENS S7-300 mit HMI Bedienpanel

Das gesamte Stellwerk wurde dabei mit einer Tischbohrmaschine, Feile und Säge erstellt. Bei nicht wenigen Handgriffen musste ich mich auch an meine mechanische Grundausbildung zu Lehrzeiten zurückerinnern. Das machte Spaß und führte sogar dazu, den Streckenblock mit umzusetzen - das war Anfangs gar nicht geplant.

Nun, so kam ich also zu einem mechanischen Stellwerk, habe aber gar keine Modellbahn dazu. Das wird dann wohl ein zukünftiges Projekt werden... 

Achja - "Altenstein" hieß der Bahnhof meiner allerersten Modellbahn 1992, "Embrach" ist ein Bahnhof in der Schweiz, "Wendelstein" war ein bis in die 50er Jahre bestehender Bahnhof südlich von Nürnberg.