Warum gibt es Lücken in Eisenbahnschienen?

Wenn man an Züge denkt, denkt man oft an das unverwechselbare Klick-Klack-Geräusch, das ein Zug verursacht, wenn er über die Schienen rollt. Dieses Geräusch wird durch winzige Lücken verursacht, die zwischen Abschnitten der Bahnstrecke gebaut werden, wie Personen, die die Bahnstrecken genau inspiziert haben, möglicherweise bemerkt haben. Diese Lücken sind bewusst platziert, um sicherzustellen, dass die Schienen bei extremer Hitze nicht einknicken, wenn sich die Schienen ausdehnen.

Die markante Lücke in den Bahngleisen war nicht immer da. Ursprünglich grenzten die Konstrukteure von Eisenbahnen die Gleise für eine reibungslose Fahrt direkt aneinander. Sie stellten jedoch fest, dass sich im Winter zwischen den Gleisabschnitten winzige Lücken bildeten und sich im Sommer die Gleise verformen und einknicken, was die Entgleisungsgefahr erhöht. Dies liegt daran, dass sich Metall bei Kälte zusammenzieht und bei Hitze ausdehnt.

Als die Eisenbahnunternehmen das Problem erkannten, begannen sie, Lücken in Eisenbahnschienen einzubauen, die es dem Metall ermöglichten, sich bei warmem Wetter auszudehnen, ohne sich zu verbiegen oder Gleisabschnitte zu zerreißen. Allerdings müssen die Lücken auch so ausgelegt sein, dass sie bei kaltem Wetter schrumpfen, denn wenn die Lücke zu groß wird, kann es insbesondere bei extrem schweren Zügen zu Navigationsproblemen für die darüber fahrenden Züge kommen. Daher muss die Spaltgröße unter Berücksichtigung der spezifischen Eigenschaften des verwendeten Metalls sorgfältig gewählt werden.

Diese markanten Lücken werden als Dehnungsfugen bezeichnet. Je nach Bauort können die Gleislücken gestaffelt sein, sodass der Zug jeweils nur eine Lücke überquert, oder sie können gleichmäßig aufeinander abgestimmt sein. Gestaffelte Kompensatoren sind in den Vereinigten Staaten am häufigsten. Wegen der Beanspruchung der Gleise an der Stelle einer Dehnungsfuge müssen Bahngleise regelmäßig sorgfältig geprüft werden, um sicherzustellen, dass sich die Schrauben, die die Gleisabschnitte verbinden, nicht lösen.

Da die Lücken in Eisenbahnschienen Probleme verursachen können und sie schwer zu warten sind, bevorzugen einige Eisenbahnen geschweißte Gleise. Diese Schienen müssen speziell verschweißt werden, damit die Schienen an der Schweißstelle nicht schwach werden, da sich das Metall witterungsbedingt weiter ausdehnt und zusammenzieht. Geschweißte Gleise werden für Hochgeschwindigkeitszüge verwendet, bei denen eine reibungslose Fahrt von entscheidender Bedeutung ist, und sie werden dank der Entwicklung überlegener Schweißtechniken immer häufiger verwendet.