mini|Zentralschloss (centrallås) mit Signalbedienung im unbesetzten Bahnhof Kåbdalis (Schweden) Das Schlüsselwerk oder Zentralschloss ist ein Element der Zugsicherung, mit dem die Sicherung von einander ausschließenden Fahrstraßen von Zügen auf technisch einfache und kostengünstige Art über in einem Riegelkasten eingeschlossene Schlüssel realisiert werden kann. Im Gegensatz zu Hilfsmitteln wie Schlüsselbrettern ist mit einem Schlüsselwerk die volle Signalabhängigkeit realisierbar.
Funktionsweise Im Gegensatz zum Stellwerk werden beim Schlüsselwerk die Abhängigkeiten zu den Fahrwegelementen nicht über direkte Verbindungen zwischen den Bedien- oder Schalteinrichtungen, sondern mit Hilfe von in der gesicherten Gleisanlage eindeutigen Schlüsseln hergestellt. Dazu werden an Orts- oder Fernstelleinrichtungen von Weichen, Gleissperren, Schrankenwinden, aber auch an anderen Fahrweghindernissen wie beweglichen Brücken oder auch Toren Schlösser angebracht, deren Schlüssel sich nur abziehen lassen, wenn sich das betreffende Fahrwegelement in der gewünschten Lage befindet. Bei Weichen und Gleissperren gibt es dabei, wenn erforderlich, für jede Endlage einen separaten Schlüssel.
Das Schlüsselwerk stellt hier die Abhängigkeit zwischen den Fahrwegelementen her und enthält dazu eine Vielzahl an Schlössern, die zueinander mittels Schubstangen in Abhängigkeit stehen. Häufig sind Schlüsselwerke tabellenförmig aufgebaut. Von den Schlüsseln der Fahrwegelemente werden dabei senkrechte Schieber bewegt, während die sogenannten Fahrstraßenschlüssel waagerechte Schieber bewegen. Dabei werden die beiden Arten von Schiebern über Verschlussstücke je nach Bedarf voneinander abhängig gemacht. Konkret bedeutet das, dass sich ein Fahrstraßenschlüssel nur bewegen und abziehen lässt, wenn sich alle über die Verschlussstücke festgelegten Schlüssel im Schlüsselwerk befinden. Gleichzeitig werden diese durch das Abziehen des Fahrstraßenschlüssels festgelegt und ein Entfernen dieser Schlüssel verhindert.
Außerdem sind auch Abhängigkeiten zwischen den Fahrstraßenschlüsseln möglich, so dass auch zusätzliche Fahrstraßenausschlüsse (zum Beispiel Verhinderung einer gleichzeitigen Einfahrt von beiden Seiten in dasselbe Gleis) einfach realisiert werden können. Manche Schlüsselwerkbauarten besitzen außerdem die Möglichkeit, diese mit Blockfeldern zu koppeln und so auch direkte Abhängigkeiten des Schlüsselwerks mit anderen Schlüsselwerken oder Stellwerken des Bahnhofes zu realisieren. Für die Verbindung mit elektrisch gestellten Fahrwegelementen werden Schlüsselsperren benutzt.
Verwendung Schlüsselwerke lassen sich sehr vielseitig einsetzen. Die Bandbreite reicht von der Sicherung von einfachen Anschlussstellen bis zu komplexen Bahnhöfen mit ortsgestellten Weichen, aber auch für die Herstellung von Abhängigkeiten innerhalb von Stellwerksanlagen können Schlüsselwerke eingesetzt werden. Typische Anwendungsgebiete waren neben einfachen Betriebsverhältnissen Bauzustände und Ersatzmaßnahmen im Katastrophen- oder Kriegsfall.
In der einfachsten Bauform zur Sicherung von Anschlussstellen enthält das Schlüsselwerk nur einen Fahrstraßenschlüssel, der in abgezogenem Zustand den Weichenschlüssel des Streckengleises sowie den Schlüssel der Flankenschutzweiche oder Gleissperre festhält. Im Zugleitbetrieb werden Schlüsselwerke häufig als einzige technische Fahrwegsicherung in Bahnhöfen eingesetzt. Hier können neben dem Fahrweg durch das durchgehende Hauptgleis auch weitere Fahrwege über Fahrstraßenschlüssel gesichert werden. Im Grundzustand ist der Fahrweg durch das durchgehende Hauptgleis oder bei Verwendung von Rückfallweichen auf die beiden Einfahrgleise gestellt und der zugehörige Fahrstraßenschlüssel abgezogen. Der Zugführer jedes Zuges erhält bei Befahren der Strecke den sogenannten Zugführerschlüssel, mit dem er bei Bedarf das Fahrstraßenschloss des Schlüsselwerks aufsperren kann.
Aber auch in komplexeren Bahnhöfen, die dauerhaft mit einem Fahrdienstleiter besetzt sind, können Schlüsselwerke eingesetzt werden. Meist sind diese Bahnhöfe mit Einfahrsignalen ausgestattet. Bei Formsignalen sind dabei in oder vor dem Stellwerk Signalhebel mit Helbelschlössern angeordnet, die mit Hilfe des entnommenen Fahrstraßenschlüssels aufgeschlossenen und umgelegt werden können. Bei Lichtsignalen wird der Fahrstraßenschlüssel, wenn die Abhängigkeiten nicht blockelektrisch realisiert sind, in eine elektrische Schlüsselsperre eingeschlossen. Die Schlüsselsperre hält den eingeschlossenen Fahrstraßenschlüssel fest, realisiert damit die Fahrstraßenfestlegung und ihre Kontakte lösen in der Signalschaltung die Fahrtstellung aus. Ausfahrsignale sind meistens nicht aufgestellt, stattdessen wird die Zustimmung zur Ausfahrt eines Zuges mit Hilfe eines Befehlsstabes (Deutschland) oder mündlich/fernmündlich (Österreich) erteilt.
Die Weichen sind bei solchen Anordnungen häufig ortsbedient, sie werden durch den Fahrdienstleiter, in größeren Bahnhöfen oder bei lebhaftem Betrieb auch durch besondere Außenweichenwärter, umgestellt und mit Handverschlüssen verschlossen. Selten findet man allerdings auch Anordnungen, bei denen alle Weichen und Signale elektrisch oder mechanisch ferngestellt sind, die Abhängigkeit zwischen den Weichen und Signalen allerdings über Schlüssel und eines oder mehrere Schlüsselwerke hergestellt wird. Ein Beispiel an einer Hauptbahn mit durchgehend elektrisch gestellten Außenanlagen ist der Bahnhof Schleife an der Bahnstrecke Berlin–Görlitz.
Bei großen Bahnhöfen ist auch die Verbindung der Schlüsselwerke mit Feldern des Bahnhofsblocks möglich, so dass Abhängigkeiten zwischen den verschiedenen Schlüsselwerken und Stellwerken des Bahnhofs hergestellt werden können. Hier werden die Weichen dann von Weichenwärtern gestellt. Während diese Anordnung in Deutschland nur noch auf wenigen Bahnhöfen zu finden ist, sind Zentralschlösser mit ortsgestellten Weichen und Lichtsignalstellern beziehungsweise einer Hebelbank für die Signalhebel in Österreich noch auf vielen weniger befahrenen Strecken anzutreffen.
Darüber hinaus gibt es noch weitere spezielle Anwendungsfälle wie zum Beispiel die Herstellung von zusätzlichen Abhängigkeiten bei der Durchschaltung von mechanischen Stellwerken.
Bauarten
Schlüsselwerk gemäß Einheitszeichnung (Deutschland) Die Schlüsselwerke gemäß Einheitszeichnung wurden in zwei Grundformen hergestellt:
als Wandschlüsselwerk mit Werkschlössern auf der linken, rechten und der oberen Seite als freistehendes Schlüsselwerk mit Werkschlössern auf der linken und rechten Seite sowie einem oben aufgebauten Blockwerk
Als Besonderheit dieser Bauform wurden die Werkschlösser der waagerechten Schieber abwechselnd am linken und am rechten Rand eingebaut. Bei der Grundform als Wandschlüsselwerk ohne Blockschloss dienten die waagerechten Schieber ausschließlich für Weichen und Gleissperren und die senkrechten Schieber für Signale bzw. deren Fahrstraßen. Bei der Grundform mit Blockwerk waren die senkrechten Schieber mit den Blockfeldern verbunden, die waagerechten dienten für Signale und Weichen.
Einheitsschlüsselwerk (Deutschland) miniatur|Schlüsselwerk vom Bahnhof Schierke Mit dem Einheitsschlüsselwerk, Schlüsselwerk der Einheitsform oder Einreihenschlüsselwerk konnte eine größere Anzahl von ortsgestellten Weichen bei einfachen betrieblichen Verhältnissen im Regelbetrieb oder bei Bauzuständen gesichert und eine Signalabhängigkeit hergestellt werden. Es wurde auch in Stellwerken mit fernbedienten Weichen als Verschlusskasten- bzw. Fahrstraßenschaltungsersatz verwendet. Über Schlüsselsperren sind auch elektrisch ferngestellte Weichen einzubinden.
Das Schlüsselwerk wurde in vier Größen mit 4, 8, 12 und 16 Werkschlössern und 4, 6, 8 und 10 Fahrstraßenschubstangen hergestellt. Für Anwendungen mit noch mehr Werkschlössern können zwei Schlüsselwerke gekuppelt werden. Für jede Fahrstraße gibt es eine farbige waagerechte Linie mit Löchern. Hinter jedem Loch liegt eine farbige Markierung des Weichenschiebers, die entweder die Farbe der Linie einnimmt oder rot ist. Wenn die richtigen Schlüssel für eine Fahrstraße eingeschlossen sind, ist die Linie der jeweiligen Fahrstraße durchgängig. Dann kann das betreffende Fahrstraßenwerkschloss verschlossen und der Schlüssel entnommen werden. Dieser Zustand entspricht dem Fahrstraßenverschluss in anderen Stellwerksbauarten. Wenn ein Fahrstraßenwerkschloss nicht verschließbar ist, kann der Bediener anhand der roten Stellen in der dazugehörenden Linie erkennen, welche Weichenschlüssel noch fehlen oder eingeschlossen werden müssen. Zusätzlich gibt es noch 16 weitere Schieber, die nach oben ausgeführt sind. Über sie können Abhängigkeiten zu einem auf das Schlüsselwerk aufgesetzten Blockaufsatz für den Bahnhofs- oder Streckenblock hergestellt oder zusätzliche Werkschlösser für weitere Weichen angebaut werden.
Innerer Aufbau mini|450px|Funktionsprinzip eines Schlüsselwerkes (vereinfacht) Das Einheitsschlüsselwerk besteht aus einer Reihe Werkschlösser und dem Verschlussregister. Dieses ist frei belegbar, damit sind Einheitsschlüsselwerke für Bauzustände vorhalt- und bedarfsweise bestückbar. Fahrstraßenschlüssel werden in Deutschland grün, Signalschlüssel (in Kombination mit der Fahrstraße) rot und Weichen-/ Gleissperrenschlüssel blau gekennzeichnet. An den Schließriegel jedes Werkschlosses ist ein vertikaler Schieber angeschlossen, der als Weichen- (in der Skizze gelb) oder Fahrstraßenschieber genutzt werden kann. Auf dem Schieber können verschiedene Verschlussstücke zur Realisierung von Abhängigkeiten (grau) und Fahrstraßenausschlüssen angebracht werden. Ist der Schlüssel eingeschlossen, so befindet sich der Schieber oben, ist das Werkschloss verschlossen und der Schlüssel damit entnehmbar, befindet sich der Schieber in der unteren Lage. Bei Fahrstraßenschlössern ist an den Schieber über ein Winkelhebel (grün) die Fahrstraßenschubstange (hellgrün) angeschlossen. Auf der Fahrstraßenschubstange befinden sich Zähne (grau), die gemeinsam mit den Verschlussstücken die Ausschlüsse realisieren.
Zu jedem Werkschloss gehört ein Handverschluss eines Außenanlagenteils oder einer Schlüsselsperre mit derselben Schlüsselform. Jede Schlüsselform darf abgesehen von dieser Gemeinsamkeit in einem Bahnhof nur einmal auftreten. In Grundstellung sind sämtliche Weichen-, Gleissperren- und sonstigen Außenanlagenschlüssel in den Schlössern an diesen Einrichtungen eingeschlossen und diese damit frei bedienbar. Die Fahrstraßenschlüssel sind in den Werkschlössern eingeschlossen und nicht entnehmbar. Bei der Fahrstraßenbildung bringt der Bediener die Außenanlagen in die erforderliche Lage, verschließt sie, bringt die Schlüssel in den Bedienraum und schließt sie in die dazugehörenden Werkschlösser ein.
Wird ein Fahrstraßenschlüssel ausgeschlossen, bewegt sich der Fahrstraßenschieber nach unten und die Fahrstraßenschubstange nach rechts. Das funktioniert allerdings nur, wenn kein Verschlussstück im Weg ist, denn sonst werden beide Schieber und der Schlüssel blockiert.
Im Beispiel (Skizze) ist die Gleissperre 1 (mit Folgeabhängigkeit zur Weiche 3) aufgelegt und verschlossen, die Verschlussstücke sind für keine der Fahrstraßen ein Hindernis. Soll die Fahrstraße b eingestellt werden (unterster Fahrstraßenschieber), dann muss die Weiche 1 in Minusstellung stehen. Die Weiche muss also in diese Stellung gebracht und verschlossen und dann der Schlüssel 1− in das entsprechende Werkschloss des Schlüsselwerkes eingeschlossen werden. Dann nimmt das Verschlussstück die obere Lage ein und die Fahrstraßenschubstange wird frei, der Fahrstraßenschlüssel kann entnommen werden. Gleichzeitig schiebt sich aber der Zahn des Fahrstraßenschiebers unter das Verschlussstück und hält damit die Schieber und Schlüssel der für die Fahrstraße gesicherten Weichen und Gleissperren fest. Erst wenn der Fahrstraßenschlüssel wieder ins Schlüsselwerk eingeschlossen wird, können diese wieder ausgeschlossen werden.
Schlosskombination (Deutschland)