Schienenkopf
Englisch: rail head
Der obere Teil einer Eisenbahnschiene; der Teil der Schiene, auf dem das Rad läuft.
Schienenkopf: die Lauffläche, auf der die Räder greifen
Der Schienenkopf ist die obere Fläche einer Eisenbahnschiene, geformt, um das Spurkranzrad eines Zugs oder einer Straßenbahn zu führen und zu tragen. Es ist der einzige Teil der Schiene, den das Rad während des normalen Betriebs wirklich berührt. Der Schienenkopf trägt die volle Last des Fahrzeugs und erzeugt die Reibung, die es den Rädern ermöglicht, zu beschleunigen, zu bremsen und Kurven zu fahren, ohne seitwärts zu rutschen.
Das Profil des Schienenkopfs variiert je nach Anwendung und Region. Standardspurweite Schwerschiene hat typischerweise eine Kopfbreite von 65 bis 75 Millimetern und eine gewölbte oder leicht abgerundete obere Fläche. Leichtbahn- und Straßenbahnschienen können schmäler sein, 40 bis 50 Millimeter über den Kopf. Die Wölbung des Kopfs, seine Kuppe, ist beabsichtigt: Sie hilft dem Rad, sich selbst auf der Schiene zu zentrieren, und leitet Wasser weg von der Schiene-Rad-Kontaktfläche. Abgenutzte Schienenkopf verlieren dieses Profil schließlich und müssen reprofiliert oder erneuert werden.
Verschleiß, Beschädigungen und Kontrolle
Der Schienenkopf verschleißt unter ständiger mechanischer Belastung. Vertikale Lasten des Fahrzeugs drücken den Kopf zusammen; Seitenkräfte aus Kurvenfahrt und Windlast kratzen ihn auf; Stöße von Radflachstellen oder Schienenunebenheiten grübeln und rissen ihn. Ausbruchskerben und Absplitterungen, bei denen kleine Stücke des Kopfs abplatzen, sind häufige Ausfallarten auf stark belasteten Strecken. Riffelbildung, ein welliges Verschleißmuster, das sich in regelmäßigen Abständen entlang des Kopfs entwickelt, verstärkt Lärm und Vibration und beschleunigt Beschädigungen. Streckenwärter kontrollieren Schienenkopf visuell und durch Ultraschallprüfung, um subsuperfizielle Ermüdungsrisse zu erkennen, bevor sie in den Steg oder den Fuß der Schiene eindringen.
Der Schienenkopf sitzt zwischen dem Steg (dem vertikalen mittleren Abschnitt) und dem Fuß (der breiteren Basis, die die Schiene auf den Schwellen verankert). Diese drei Teile bilden das charakteristische I-Profil oder Vignole-Profil, das seit der Mitte des 19. Jahrhunderts Standard ist. Der Kopf selbst ist härter als der Steg und der Fuß, weil er oberflächliche Beschädigungen widerstehen muss; Schienenstahl wird häufig wärmebehandelt oder in seiner Zusammensetzung abgestuft, um diesen Härteverlauf ohne Versprödung des Kopfs zu erreichen.
Schmierung des Schienenkopfs in engen Kurven reduziert Verschleiß und Lärm und verbessert die Bodenhaftung bei Nässe, obwohl modernes Antriebsschlupfregelungssystem seine Verwendung verringert hat. Bei Straßenbahn- und Leichtbahnsystemen, bei denen das Spurkranzrad an der äußeren Spurseite des Schienenkopfs läuft, ist der Kopf oft niedriger und die Spurseite prominenter als bei Hauptstreckenbahnschienen.