Ein elektromechanisches Stellwerk oder Kraftstellwerk (frühere Bezeichnung) ist eine Bahnanlage zum Stellen von Weichen und Signalen (siehe auch Stellwerk). Der Name rührt daher, dass diese Stellelemente elektrisch gestellt, die Abhängigkeiten der Stellelemente und Fahrstraßen im Stellwerk selbst aber teilweise mechanisch hergestellt werden. Es ist die Weiterentwicklung des mechanischen Stellwerks und wurde Ende des 19. Jahrhunderts erstmals eingesetzt. Elektromechanische Stellwerke wurden in zahlreichen Ausführungsformen von verschiedenen Unternehmen, etwa von Siemens & Halske, AEG oder Orenstein & Koppel gefertigt.
In der Schweiz werden die elektromechanischen Stellwerke den Schalterwerken zugeordnet. Unter diesem Begriff waren jedoch sowohl Stellwerke mit mechanischen Abhängigkeiten als auch solche ohne mechanische Abhängigkeiten vereinigt. Die letzteren werden in diesem Artikel nicht betrachtet.
In Österreich ist wie in Deutschland der Begriff elektromechanisches Stellwerk verwendet worden, in Typenbezeichnungen auch Kraftstellwerk.
Beschreibung und Funktionsweise Im Stellbereich eines elektromechanischen Stellwerks werden die Stellvorgänge elektrisch ausgeführt. Dazu besitzen Weichen, Gleissperren und Formsignale einen elektrischen Antrieb, dessen Elektromotor vom Stellwerk aus über Erdkabel mit Stellstrom versorgt wird. Teilweise werden statt der Formsignale bereits Lichtsignale verwendet, sodass dann der elektrische Antrieb der Signale entfällt.
mini|280px|Hebelwerk mit Fahrstraßensignalhebeln, Bauform S&H 1912 mit Farbscheibenüberwachung Bedient wird das elektromechanische Stellwerk mithilfe von Drehschaltern oder mit kleinen Stellhebeln, die den Stellhebeln des mechanischen Stellwerkes nachempfunden sind. In der Fachsprache heißen die Drehschalter in Deutschland ebenfalls Stellhebel, in Österreich und der Schweiz wird der Begriff Schalter verwendet. Die Stellhebel sind in einem Schalterwerk angeordnet. Mit ihnen verbunden ist das Verschlussregister, das in seiner Funktion dem Fahrstraßenverschluss im Verschlusskasten eines mechanischen Stellwerkes entspricht. Allerdings sind hier die einzelnen Bauteile wesentlich kleiner. Das Verschlussregister schafft mechanische Abhängigkeiten, die allerdings über Relaisschaltungen mit Signalrelais oder Vorläufern um elektrische Abhängigkeiten ergänzt wurden. Mechanische Abhängigkeiten zum Strecken- und Bahnhofsblock, die den Signalschubstangen in mechanischen Stellwerken entsprechen, und damit mechanische Blocksperren gibt es in elektromechanischen Stellwerken nicht. Sie werden rein elektrisch realisiert.
Bei den neueren Bauformen des elektromechanischen Stellwerkes besitzen die Signalhebel eine Doppelfunktion. Sie wirken als Fahrstraßenhebel und als Signalhebel und werden deshalb Fahrstraßensignalhebel genannt. Außerdem gibt es Weichen- und Gleissperrenhebel, Sperrsignalhebel sowie in großen Bahnhöfen mit mehreren Stellwerken Befehls- und Zustimmungshebel. Mithilfe der Befehls- und Zustimmungshebel werden die Abhängigkeiten zwischen den Stellwerke hergestellt. Diese Stellhebel besitzen die Funktion eines Fahrstraßenhebels und gleichzeitig die entsprechende Funktion eines Zustimmungs- oder Befehlsabgabefeldes des Bahnhofsblockes in mechanischen Stellwerken. Die Funktionen der Empfangsfelder werden durch Empfangsrelais an den Fahrstraßen(signal)hebeln in Verbindung mit den Hebelsperren und die Fahrstraßenfestlegefelder durch Magnetsysteme mit Sperrpendeln an den Fahrstraßen- und Fahrstraßensignalhebeln realisiert. Ein besonderer Bahnhofsblock ist dadurch nicht notwendig. Eine Besonderheit ist die »Freihaltung« der Befehlhebel des Fahrdienstleiters. Um ihm die Disposition zu erleichtern, erhalten die Festlegemagnete dieser Hebel nach dem Umlegen in die 45°-Stellung solange Spannung, wie der betroffene Wärter vom Befehlsempfang keinen Gebrauch macht. Damit ist eine Rücknahme eines erteilten Befehls bis zum letztmöglichen Augenblick ohne Hilfsbedienung und ohne Betriebsbehinderung durch eine eingefallene Wiederholungssperre möglich.
Ein als Griff ausgeführter Stellhebel und die von ihm bediente Einrichtung stehen in Grundstellung, wenn der auf dem Stellhebel angebrachte Markierungsstrich senkrecht zeigt. Um einen Stellvorgang auszulösen, muss der Weichenwärter den Stellhebel ein kleines Stück aus seiner Arretierung hervorziehen. Dann kann er ihn nach rechts oder links drehen. Lässt er den Stellhebel nach dem Drehen los, rastet er ein. Wenn der Stellhebel als kleiner Hebel ausgeführt ist, ist die Grundstellung bei Hebeln mit drei Stellungen (etwa Fahrstraßenhebeln) die senkrechte Stellung; bei Hebeln mit zwei Stellungen (etwa Weichen- und Signalhebeln) bei den meisten Bauformen die hintere Stellung.
Anders als im mechanischen Stellwerk fehlt im elektromechanischen Stellwerk eine feste mechanische Verbindung zwischen dem Stellhebel und der Anlage vor Ort. Deshalb sorgt eine elektrische Überwachungseinrichtung dafür, dass die Hebelstellung im Stellwerk mit der Stellung der Außenanlage übereinstimmt. Ein vom Stellstromkreis unabhängiger Überwachungsstromkreis, der üblicherweise dieselben Kabeladern nutzt und damit auch ihren Zustand prüft, meldet die jeweilige Stellung über Kontakte im Antrieb an das Stellwerk. Dort wird der Zustand mit Farbscheiben oder Meldelampen angezeigt. Wegen der unterschiedlichen Anzeigeart unterscheidet man elektromechanische Stellwerke mit Farbscheiben- von solchen mit Lampenüberwachung.
mini|Elektrischer Hauptsignalantrieb deutscher Bauart mit integrierten Flügelkupplungen Stimmt die Stellung eines Stellhebels im Stellwerk nicht mit der Stellung der Außenanlage überein, ist der Überwachungsstromkreis unterbrochen und der Überwachungsmagnet fällt ab. Das wird im Stellwerk akustisch mit einem Störwecker und optisch durch eine rote Farbscheibe oder das Aufleuchten einer roten Meldelampe angezeigt. Während des Umstellens einer Weiche tritt dieser Zustand für einige Sekunden ein. Der Weichenwecker wird beim Umstellen auch deshalb angeschaltet, weil es üblicherweise keine Umstellzeitbegrenzung gibt. Erreicht eine Weiche beim Umstellung die gewünschte Endlage nicht, ist der Hebel zurückzustellen. Ansonsten schmilzt die Stellstromsicherung ab. Wenn die Überwachungseinrichtung eines Fahrwegelementes keine Ordnungsstellung anzeigt oder eine notwendige Zustimmung nicht eingegangen ist, sind die betroffenen Fahrstraßenhebel nur bis zum mechanischen Verschluss (bei Anlagen mit nach vorn herausstehenden Hebeln ist das die 30°-Stellung, die der Hilfsstellung von Fahrstraßenhebeln in mechanischen Stellwerken entspricht) umlegbar. Die erste Kuppelstromsperre ist nicht überwindbar, die Festlegung tritt nicht ein und das Hauptsignal kann nicht auf Fahrt gestellt werden. mini|Hebelwerk mit Fahrschautafel vom U-Bahnhof Breitenbachplatz (Bauform S&H 1907), im Berliner U-Bahn-Museum Im elektromechanischen Stellwerk ist die Ordnungsanzeige der Überwachungseinrichtung eine wesentliche Voraussetzung für das Zustandekommen der Signalabhängigkeit. Die Ordnungsstellung der Fahrwegelemente wird nicht nur wie bei mechanischen Stellwerken im Moment des Einstellens von Fahrstraßen, sondern ständig geprüft. Wird der Überwachungsstromkreis eines beteiligten Fahrwegelementes während der Fahrtstellung eines Signals unterbrochen, so fällt dieses selbsttätig in die Haltlage. Eine Folge ist, dass sämtliche Antriebe von Formhaupt- und Vorsignalen mit einer integrierten Flügelkupplung ausgerüstet werden.
Das Einstellen und Sichern einer Fahrstraße läuft im elektromechanischen Stellwerk im Prinzip genauso ab wie im mechanischen Stellwerk:
1. Der Stellwerksbediener bringt alle Einrichtungen im Fahrweg und, soweit sie als Flankenschutz dienen, auch in den Nachbargleisen, mithilfe der Stellhebel in die richtige Stellung.
2. Danach legt er den Fahrstraßensignalhebel um. Ab einer bauformabhängigen Umlegeposition (z. B. 10 Grad) werden die abhängigen Hebel mechanisch verriegelt. Die bei richtiger Lage der Weichen und Flankenschutzeinrichtungen immer erreichbare 30°-Stellung entspricht der Hilfsrast der Fahrstraßenhebel von mechanischen und dem Fahrstraßenverschluss von Relais- und elektronischen Stellwerken. Aus dieser Stellung ist der Fahrstraßensignalhebel jederzeit wieder zurückzulegen, sie wird in Verbindung mit einer Hilfssperre für Hilfsfahrstraßen benutzt (sogenannte Hilfsstellung). In dieser Hilfsstellung gibt es für die Fahrstraßen-, Zustimmungs- oder Befehlshebel bei den meisten elektromechanischen Stellwerksbauformen keine Einrastmöglichkeit.
3. Bei 30° muss die erste Kuppelstromsperre überwunden werden. Der Hebelsperrmagnet kann nur anziehen, wenn alle beteiligten Fahrwegelemente ordnungsgemäß überwacht sind und eine fallweise erforderliche Zustimmung (oder ein Befehl, beides ist schaltungsmäßig praktisch identisch) eingegangen ist. Der Hebelsperrmagnet zieht ein am Anker befestigtes Pendel an und gibt das weitere Umlegen frei.
4. Dreht oder bewegt er den Fahrstraßensignalhebel weiter (bei Bauformen mit Drehgriffen etwa um 45 Grad), fällt der Anker des Festlegemagneten, der vorher mechanisch abgestützt wurde, ab. Das einfallende Sperrpendel sperrt den Fahrstraßenhebel gegen Zurücklegen, damit ist die Fahrstraße festgelegt. Die Festlegung schaltet die Betriebsauflöseeinrichtungen an. Die festgelegte Fahrstraße ist, falls die vorgesehene Fahrt nicht stattfinden kann, nur durch eine zählpflichtige Hilfsbedienung manuell aufzulösen.
5. Legt er den Fahrstraßensignalhebel schließlich bis in die Endstellung, kommt das Hauptsignal auf Fahrt. Dabei muss bei 68° die zweite Kuppelstromsperre überwunden werden. Diese funktioniert wie die erste, sie prüft vor allem die Streckenblockabhängigkeiten. Zur Signalhaltstellung im Gefahrenfall sind bis 90° umlegbare Fahrstraßensignalhebel jederzeit bis 45° zurücklegbar.
Zum Herstellen der Signalabhängigkeit werden alle vier Schritte durchlaufen, jedoch erfordern die Schritte 2, 3 und 4 nur eine Bedienungshandlung. Beim Einsatz von Lichtsignalen sind die Fahrstraßen(signal)hebel in der Regel nur bis 45° umlegbar, die Signalfahrtstellung erfolgt dann, sofern auch die Streckenblockkriterien erfüllt sind, selbsttätig nach dem Eintreten der Fahrstraßenfestlegung. Eine Konsequenz daraus ist, das vor der Zulassung einer Ausfahrt auf Ersatzsignal bei einem elektromechanischen Stellwerk mit Lichtsignalen und nur bis 45° umlegbaren Fahrstraßenhebeln die Rückmeldung des vorherigen Zuges einzuholen ist. Die Fahrstraßenauflösung erfolgt bevorzugt durch Zugeinwirkungsstellen, fallweise vergleichbar mit mechanischen Stellwerken insbesondere bei Einfahrten auch manuell.
Befehls- und Zustimmungshebel sind immer nur bis 45° umlegbar. Das Einfallen des Sperrpendels des Festlegemagneten auf dem Abgabestellwerk bringt über die Abhängigkeitsschaltung das Empfangsrelais am entsprechenden Hebel im Empfangsstellwerk zum Anzug. Der Anzug diese Empfangsrelais ist eine Voraussetzung für das Überwinden der ersten Kuppelstromsperre. Außerdem ermöglicht dieser Strompfad, der sogenannte »Kuppelstromkreis«, über eine Nottaste auch von einem zustimmenden Stellwerk aus ein auf Fahrt stehendes Hauptsignal durch Unterbrechen dieses Kuppelstromkreises auf Halt zu stellen.