Physik

Wohin dehnen sich verschweißte Eisenbahnschienen bei Hitze aus?

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Autor/in
Gábor Paál
Gábor Paál

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Heute sind die Schienen verschweißt, aber früher gab es zwischen den Schienen kleine Lücken, damit sie sich ausdehnen konnten. Darum hörte man, wenn man mit der Bahn gefahren ist, immer dieses "Dadammdadammdadamm".

Um herauszufinden, wie das Problem gelöst wurde, habe ich bei der Bahn nachgefragt. Die Auskunft war folgende: Seit diese Schienen verschweißt werden, leitet man die Ausdehnungskräfte vor allem in den Untergrund ab.

Es spielt aber auch eine Rolle, wie die Schienen verschweißt sind: An den Verbindungsstellen entstehen durch die Ausdehnung große Kräfte. Das Material, mit dem die Schienen verschweißt sind, kann Temperaturen zwischen –20°C und +60°C aushalten, ohne dass das Material bricht.

Das also ist die Erklärung der Bahn, warum die Schienen so gut halten und auch verschweißt werden können ohne zu bersten, wenn es zu heiß wird.

Wie können lange Schienen die Spannung nach unten abgeben?

Die Schienen sind tatsächlich so fest verschweißt und so fest an den Bahnschwellen befestigt, dass die sich – zumindest in der Länge – überhaupt nicht mehr ausdehnen können.

Die Spannungen, die auftreten, werden daher z. T. vom Material selbst getragen – das Material hält das also intern aus – oder die Spannungen werden nach unten abgegeben. Die Schiene dehnt sich somit nicht in die Länge aus, sondern ein Stück in die Tiefe – so die Erklärung der Bahn.

Es ist ja auch immer die Frage: Was ist stärker? Wenn das Material sich ausdehnt, dabei jedoch am Ausdehnen gehindert wird, weil es fest verankert ist, dann entsteht ein sehr hoher Druck, eine sehr hohe Spannung im Material. Das geschieht auch an den Verschweißungsnähten. Aber wenn das Material diese Spannung aushält, ist es auch gut.

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