mini|Mechanisches Stellwerk in Hausen i Tal (2018) Ein mechanisches Stellwerk ist ein Stellwerk zur zentralisierten Betätigung von Weichen, Signalen und anderen beweglichen Einrichtungen im Schienenfahrweg durch mechanisch übertragene Muskelkraft des Bedieners, sowie zur Gewährleistung der Signalabhängigkeit.

Mechanische Stellwerke sind aufgrund ihrer veralteten Technik weltweit im Verschwinden begriffen. In vielen Ländern wie den USA, in Dänemark oder den Niederlanden sind keine mechanischen Stellwerke mehr bei Vollbahnen in Betrieb. Größere Zahlen von mechanischen Stellwerken stehen unter anderem in Großbritannien und einigen mitteleuropäischen Ländern. Die Deutsche Bahn betrieb 2025 noch 523 mechanische Stellwerke (2020: 651; 2023: 565).

Aufbau Allgemeines Im mechanischen Stellwerk wird die Muskelkraft des Bedieners von auf einer Hebelbank montierten Stellhebeln oder mittels Kurbeln (Kurbelwerk, Kurbelstellwerk) über die am Hebel befestigte Seilscheibe und eine Gestänge- oder Drahtzugleitung mit Führungselementen zu den jeweiligen Außenanlagen, z. B. Weichen, übertragen. Die Signalabhängigkeit zwischen den einzelnen Elementen wird mittels eines mechanischen Verschlussregisters hergestellt.

Das mechanische Stellwerk kann im Allgemeinen in folgende Baugruppen unterteilt werden:

Mechanische Innenanlagen Mechanische Außenanlagen Blockeinrichtungen

Die konkrete Ausführung der einzelnen Baugruppen unterscheidet sich teilweise länder- und bauartspezifisch.

Mechanische Innenanlagen Die mechanischen Innenanlagen eines mechanischen Stellwerks bestehen aus der Hebelbank, dem Verschlussregister (auch Verschlusskasten genannt) sowie den Blockabhängigkeiten. Die Hebelbank inklusive aller Hebel, der Verschlusskasten, sowie der Blockuntersatz wird zusammengefasst als Hebelwerk bezeichnet.

Hebelbank Eine Hebelbank ist eine bankförmige Einrichtung, auf der die einzelnen Stellhebel für Weichen, Gleissperren, Riegel und Signale nebeneinander angeordnet sind. Die Stellhebel tragen ein Bezeichnungsschild und sind farbig markiert. In Deutschland sind die Hebelschäfte von Weichen-, Riegel- und Gleissperrenhebeln blau, Gleissperrsignalhebel blau mit rotem Ring, Haupt- und Vorsignalhebel rot, Fahrstraßenhebel grün gekennzeichnet.

Die Stellhebel haben meistens zwei, selten auch drei Endstellungen, in denen sie durch die sogenannte Handfalle festgehalten werden. Diese muss betätigt werden, um den Stellhebel bewegen zu können. Bei den meisten deutschen Bauformen stehen die Hebel in Grundstellung, auch Plusstellung genannt, nach oben; nach unten gerichtete Hebel entsprechen der umgelegten Stellung oder Minusstellung. Bei deutschen Altbauarten kann es jedoch auch umgekehrt sein. Insbesondere in Sachsen war die Grundstellung unten der Regelfall. Als Plusstellung (Grundstellung) wird bei Weichen die meist befahrene oder die für Zugfahrten benötigte Lage gewählt, das muss nicht die Lage für das Befahren des geraden Stranges sein. Bei Signalhebeln ist die Grundstellung immer diejenige, die die Haltstellung des Signals bewirkt.

Bei mechanischen Stellwerken von Siemens, wie der europaweit verbreiteten Bauart »3414« und der Regelbauart »5007« im alten Österreich und seinen Nachfolgestaaten, aber auch bei der verbreiteten Südbahn-Bauart »SBW500« standen und stehen die Hebel in Grundstellung nach unten. Die Hebelfarben sind dort bei Weichenhebeln schwarz, bei Signalhebeln rot, bei mehrstelligen Hebeln mit einem einzelnen Hebeleisen wie den sogenannten „Madnerhebeln“ schwarz/grau (in der Mitte geteilt) und bei Verschubsignalhebeln blau.

In manchen Ländern, wie Ungarn oder Tschechien, erhalten Vorsignalhebel einen gelben Anstrich. Bei Stellwerken im britischen Einflussbereich mit Langschafthebeln, deren Drehpunkt unter dem Fußboden des Bedienerraumes liegt, ist die Grundstellung der Hebel immer hinten.

Die Handfalle liegt bei den meisten Bauformen hinter dem Griff des Hebels, wenn sich dieser in der oberen Stellung befinden. Das ist bei deutschen Stellwerksbauformen auch dann so, wenn die nach unten weisende Stellung die Grundstellung ist. Bei den altösterreichischen Bauformen ist die Lage der Handfalle dagegen umgekehrt.

Wesentlichste sicherungstechnische Funktion eines Stellwerks ist es, das unzeitige Umstellen von Hebeln zu verhindern. So darf ein Signal nicht freigestellt werden können, wenn die Weichen für die dadurch erlaubte Zugfahrt nicht in der richtigen Stellung stehen; oder eine Weiche darf nicht umgestellt werden können, wenn sie für eine Zugfahrt benötigt wird. Dieses Sperren der Hebel wird in der Regel über das Verschlussregister erreicht (siehe folgender Abschnitt). In manchen Fällen werden dafür auch sogenannte elektrische Hebelsperren eingesetzt. So verhindert eine Weichenhebelsperre das Umstellen einer Weiche, wenn deren isolierter Gleisabschnitt besetzt ist. Signalhebelsperren können anstelle von Blocksperren eingesetzt werden.

Verschlussregister Im Verschlussregister werden die mechanischen Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Fahrwegelementen und den Signalen hergestellt, wodurch die sogenannte Signalabhängigkeit realisiert wird. Die Einzelteile des Verschlussregisters wirken als komplexes mechanisches System zusammen. Sie ermöglichen zur Sicherung des Fahrweges für Zugfahrten, teils auch für Rangierfahrten, die Bildung von Fahrstraßen. Weltweit dominieren zwei wesentlich unterschiedliche Systeme: Einerseits das deutsche Verschlusssystem, bei dem die einzelnen Fahrwegelemente fahrstraßenweise durch Fahrstraßenschubstangen verschlossen werden. Hierbei sind die Fahrwegelemente in ihrer Grundstellung unverschlossen und werden erst durch Betätigung eines Fahrstraßenhebels oder -knebels und der damit einhergehenden Bewegung der Fahrstraßenschubstange gemeinsam verschlossen. Andererseits das britisch dominierte Verschlusssystem, bei dem sich die Fahrstraße durch Verkettung von Folgeabhängigkeiten zwischen den einzelnen Stellhebeln bis zum Signalhebel aufbaut. Stellwerke mit diesem Verschlusssystem werden im deutschen Sprachraum auch Kaskadenstellwerke genannt. Mechanische Stellwerke, an die nur die Weichen in Rangierbereichen eines Bahnhofs angebunden sind (Rangierstellwerke), werden im Allgemeinen ohne Verschlussregister gebaut.

Der Fahrstraßenverschluss wirkt bei beiden Systemen in der Regel auf die Handfallen der Hebel, die sich im verschlossenen Zustand, bei Signalhebeln bei nicht verschlossener Fahrstraße nicht ausklinken lassen. Bei Signalhebeln mitteleuropäischer Bauarten erfolgt die Verbindung zu Blockeinrichtungen häufig über eigene Signalschubstangen. Sie sperren meist über eine zusätzliche Stellrinne auf der Seilscheibe mit Winkelhebel das Umlegen des Hebels, sodass sich ein Signalhebel bei einer eingestellten und verschlossenen Fahrstraße, aber fehlender blockelektrischer Freigabe der Signalhebel zwar ausklinken, aber nur wenige Zentimeter bewegen lässt. Es existieren auch Bauformen, bei denen der blockelektrische Verschluss wie der Fahrstraßenverschluss auf die Handfallen der Signalhebel wirkt.

Blockabhängigkeiten Für das Zusammenwirken mit anderen Stellwerken wie etwa Befehlsabgabestellen oder Blockstellen werden Blockeinrichtungen eingesetzt. Die Abhängigkeiten zwischen diesen und den Verschlusseinrichtungen des Stellwerks sind je nach Bauart in einem Blockuntersatz (häufig bei deutschen Stellwerken) angeordnet, teils wirken sie direkt auf Teile des Verschlussregisters ein (Siemens- und Südbahnwerke-Bauarten), teils auch direkt auf die Stellhebel (britische und damit verwandte Bauarten).

Wegen der erforderlichen Wirkung in zwei Richtungen wirken die Streckenblock­abhängigkeiten der Signalhebel und die Signalfreigabe der Fahrstraßenfestlegung bei vielen Bauarten nicht über die die Handfalle sperrenden Verschlusseinrichtungen, sondern auf die über eine Stellrinne auf der Seilscheibe bewegte Signalschubstange. Gleichzeitig werden dadurch die Bahnhofs- und Streckenblockabhängigkeiten getrennt. Die Fahrstraße einer Ausfahrt lässt sich auch einstellen und festlegen, wenn der folgende Blockabschnitt belegt, die Erlaubnis an die Gegenstelle abgegeben oder die Fahrstraße nicht ordnungsgemäß festgelegt ist. Die Handfalle des betroffenen Signalhebels lässt sich dann zwar ausklinken, doch die Streckenblockabhängigkeiten sperren ihn nach einem kurzen Leerweg gegen das Umstellen. Vergleichbare Trennungen gibt es auch bei späteren Stellwerksbauarten. Damit wirken sich Streckenblockstörungen nicht auf die Fahrstraßensicherung aus. Bei anderen Bauarten sind Bahnhofs- und Streckenblockung eng verbunden.

Mechanische Außenanlagen Zu den mechanischen Außenanlagen zählen folgende Elemente:

Stellleitungen mit Spannwerken oder anderen Längenausgleichseinrichtungen sowie Führungselementen (z. B. Umlenkrollen, Gestängelager), Antriebe für Weichen, Gleissperren und Signale Weichen, inklusive deren Weichenverschlüssen und Weichensignalen Zungenüberwachungseinrichtungen, wie Zungenprüfer und Riegel Handverschlüsse als Einzelsicherungen Formhauptsignale, Formvorsignale und Formsperrsignale

Die Stellleitungen übertragen die vom Bediener aufgebrachten Kräfte vom Stellhebel zu den Antrieben. Die Stellleitungen werden entweder als Drahtzug- oder Gestängeleitung ausgeführt. In Deutschland und Österreich werden praktisch ausschließlich Doppeldrahtzugleitungen für alle Einrichtungen verwendet, in anderen Ländern (etwa in Frankreich, Italien und in Ländern im ehemals britischen Einflussgebiet) für Weichen Gestängeleitungen, für Signale einfache Drahtzugleitungen.

Drahtzugleitungen können abhängig von der Art der zu stellenden Einrichtung bis zu 1800 Meter lang sein. Mitunter verwendet man bei sehr langen Signalleitungen statt der Stellhebel Signalwinden, fallweise mit doppeltem Stellweg. Bei Weichen sind abhängig von der Weichenbauart Leitungslängen bis etwa 600 Meter beherrschbar. Die Drahtzugleitungen bestehen in der Geraden aus Tiegelgussstahldraht. Der Durchmesser der Drähte beträgt im Allgemeinen vier (Signale, Schranken) bzw. fünf Millimeter (Weichen, Riegel, Gleissperren). Über Ablenk- und Druckrollen sowie Hebel und Antriebe werden entweder Drahtseile (etwa in Deutschland mit 5,5 mm starkem Drahtseil, Italien oder der Schweiz) oder Ketten (etwa in Großbritannien, den Niederlanden oder in Österreich) verwendet.

Um bei Doppeldrahtzugleitungen eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Hebel und Antrieb zu gewährleisten, bei Drahtbruch (Störungsfall) einen sicheren Zustand der Außenanlagen zu erreichen (Weichen in eine Endlage bzw. Signale in Haltstellung bringen und in dieser festhalten, Störung dem Bediener anzeigen) und temperaturbedingte Längenänderungen auszugleichen, werden bei vielen Bauarten – z. B. dem deutschen Einheitsstellwerk – die Drahtzugleitungen mit gewichts- oder federbelasteten Spannwerken selbsttätig nachgespannt. Die Spannwerke sind entweder im Spannwerksraum im Untergeschoss des Stellwerkes oder einzeln im Freien aufgestellt. Bei anderen Bauarten, etwa in Österreich, wird auf die Spannwerke verzichtet. In diesem Fall müssen die Antriebe so konstruiert sein, dass sie mit lockeren Drahtzugleitungen und dem dadurch entstehenden Hubverlust zurechtkommen. Signalantriebe für spannwerkslose Drahtzugleitungen erhalten eine Sicherheitseinrichtung, die beim Reißen eines Stranges auskuppelt und das Signal in die Haltlage bringt. Drahtnachziehhebel in der Nähe des Signals garantieren, dass der gerissene Strang so weit entspannt wird, dass die Sicherheitseinrichtung in jedem Fall auslöst.

Bei Gestängeleitungen müssen temperaturbedingte Längenänderungen ebenfalls ausgeglichen werden. Dazu dienen Ausgleichshebel in verschiedenen Bauarten, die in der Regel die Bewegungsrichtung umkehren.

Blockeinrichtungen