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Herzstück für Weichen und Kreuzungen
Die Erfindung bezieht sich auf Herzstücke für Weichen und Kreuzungen.
Herzstücke befinden sich in Weichen und Kreuzungen und werden an den Stellen angeordnet, wo sich zwei Fahrkanten kreuzen. Herzstücke bestehen im allgemeinen aus dem Spitzenteil, Flügelschienen bzw. Knieschienen und Futterstücken, die durch Befestigungselemente, z. B. Schrauben, miteinander verbunden sind. Die verschraubten Herzstücke haben den Nachteil, dass sich die Verschraubungen während des Fahrbetriebs lockern, was einen erheblichen Verschleiss sowie anschliessende Zerstörung zur Folge hat.
Es ist bei derartigen verschraubten Herzstücken bekannt, dass die vorgefertigten Futterstücke die Schienen nur im Bereich der Laschenanlageflächen am Schienenkopf und Schienenfuss berühren, so dass das Einpassen der Futterstücke erleichtert wird und ausserdem das Futterstück bei einer thermischen Ausdehnung keine Spannungsspitzen im Bereich des Schienensteges verursacht.
Es sind schraubenlose Herzstücke bekannt, bei denen die distanzhaltenden Futterstücke einerseits mit dem Spitzenteil und anderseits durch eine in den Steg der Flügelschiene hergestellte Öffnung mit der
Flügelschiene verschweisst sind. Die bei der Herstellung auftretenden Schrumpfspannungen können sich durch die dreiflächige Anlage des Futterstückes nicht abbauen und führen zwangsläufig zu Rissen.
Ferner tritt in der Übergangszone am Loch im Steg der Flügelschiene Schrumpfspannungskorrosion auf, die zur späteren Zerstörung sowie Schienenbrüchen führt.
Eine andere Ausführungsart des geschweissten Herzstückes ist die Bolzen- oder Stegausführung, bei der Bolzen oder Stege zum Zusammenhalt der Einzelteile eingeschweisst sind. Auch diese haben ihren Hauptfehler darin, dass man die Konstruktionsmerkmale der Verschraubung teilweise einfach als Konstruktionsmerkmal des geschweissten Herzstückes beibehalten hat.
Zum Stande der Technik gehören auch Herzstücke aus Vignolschienen, bei denen die Futterstücke in einem aluminothermischen Schweissverfahren hergestellt werden. Diese Verfahren sind sehr umständlich und erfordern das Einsetzen einer Form zwischen den Flügelschienen und der Herzstückspitze, in welcher das Material für das Futterstück gewissermassen in einen schmelzflüssigen Zustand versetzt wird, so dass dieser Vorgang einem Giessvorgang ähnlich ist. Es ist auch ein spezielles Verfahren dieser Gattung bekannt, bei dem die Futterstücke die Schienen nur im Bereich der Laschenanlageflächen am Schienenkopf und Schienenfuss berühren.
Dieses Verfahren hat sich die Aufgabe gestellt, die bei einer aluminothermischen Herstellung der Futterstücke auftretenden langzeitigen und intensiven Wärmebeeinflussungen der Flügelschienen zu vermindern, damit keine oder eine verminderte Festigkeitsschwächung verursacht wird, die zu Schienenbrüchen führen kann. Diese Aufgabenstellung liegt nicht bei mit vorgefertigten Futterstücken verschweissten Herzstücken vor, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, welche sich die Aufgabe gestellt hat, den Einfluss der Schrumpfspannungen zwischen den vorgefertigten Futterstücken und den Flügelschienen zu vermeiden, welche sich dadurch ergeben, dass die diese Teile verbindenden Schweissnähte einem starken Schrumpfprozess ausgesetzt sind.
Die Wärmebeeinflussung der Flügelschienen durch die Anbringung der Schweissung ist demgegenüber zu vernachlässigen, weil die Wärmekapazität der Schweissnaht nicht ins Gewicht fällt gegenüber der Wärmekapazität der in der Form befindlichen flüssigen Metallmasse des Futterstückes bei den bekannten aluminothermischen Verfahren.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herzstück, bei dem die Verbindung zwischen Flügelschiene und Herzstückspitze mittels vorgefertigter Futterstücke erfolgt, die einerseits mit der Herzstückspitze und anderseits mit den Flügelschienen verschweisst sind. Die hiebei normalerweise zu erwartenden Schrumpfspannungen werden bei dem erfindungsgemässen Herzstück dadurch vermieden, dass die Ränder des Futterstückteiles, welche den Schrägflächen am Kopf- bzw. Fussteil der Flügelschiene gegenüberliegen, im Abstand von diesen Teilen angeordnet sind und nur über eine Schweissnaht mit den vorgenannten Schrägflächen verbunden sind.
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Auf diese Weise ist es möglich, dass das Futterstück während des Schrumpfens nach Fertigstellung der Schweissung in der Laschenkammer arbeiten kann, ohne mit irgendwelchen Kanten oder mit Teilen der Laschenkammerflächen in Berührung zu kommen. Die Dicke der Schweissnähte an den Kontaktflächen des Kopf- und Fussteils der Flügelschiene muss natürlich dick genug ausgebildet sein, um beim Schrumpfen ein direktes Anliegen des Futterstückes in der Laschenkammer zu vermeiden.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform sind die Teile des Futterstückes, welche über Schweissnähte mit der Laschenkammer verbunden sind, kantenförmig ausgebildet.
Zweckmässigerweise werden Hohlfutterstücke verwendet, wobei die Futterstücke am Kopf und Fuss in die Flügelschiene eingeschweisst werden und die Lasche gleichfalls in der Höhe des Flügelschienenknickes angebracht ist. Sodann werden die Flügelschienen unter Beachtung der Schrumpfmasse des Schweissmaterials auf die richtige Distanz zur Spitze gelegt und dann mittels der Futterstücke mit dieser verschweisst. Der an das Herzstück anschliessende Teil wird vorzugsweise hohl geschlagen, um das Durchschweissen der Wurzelnaht visuell überprüfen zu können. Auf diese Weise erreicht man eine einwandfreie Verbindung zwischen Flügelschiene, Futterstück und Herzstückspitze.
Die Erfindung ist an Hand der nachstehenden Figuren erläutert.
Fig. 1 veranschaulicht in vergrössertem Massstab die Verschweissung eines Futterstückes in der Laschenkammer einer Flügelschiene ; Fig. 2 bis 6 veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, unter Veranschaulichung der Blockspitze mit den stumpf angeschweissten Regelschienen und den beiden Flügelschienen.
In die Laschenkammer 2 der Flügelschiene 1 ist das Futterstück 3 eingesetzt, welches an den Schrägflächen 4 bzw. 4'des laschenseitigen Kopf- bzw. Fussstückes kantenförmig verläuft, wobei die Kanten 5 bzw. J'nicht in direktem Kontakt mit der Laschenkammerwand stehen, sondern über Schweissnähte 6, 6', die sich längs der den vorgenannten Anlageflächen gegenüberliegenden Kantenflächen 7 bzw. 7'erstrecken. Die Dicke der Schweissnähte ist so bemessen, dass das Futterstück beim Verschweissen in die Laschenkammer hinein arbeiten kann, ohne dass die Kanten einen direkten Kontakt mit Laschenkammerflächenteilen ergeben.
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das Spitzenteil 8 mit den Flügelschienen 1.
Die Anschweissung der Futterstücke 3, die die Form eines kantenförmigen U haben, an das Spitzenteil erfolgt mittels der Schweissnähte 9.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Herzstück für Weichen und Kreuzungen, bei dem die Verbindung zwischen Herzstückspitze und Flügelschienen mittels distanzhaltender, vorgefertigter Futterstücke erfolgt, welche einerseits mit den Flügelschienen und anderseits mit der Herzstückspitze verbunden sind, wobei zwischen Futterstück und Steg der Flügelschiene eine Zwischenraum freibleibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder des Futterstückteiles, welche den Schrägflächen am Kopf- bzw. Fussteil der Flügelschiene gegenüberliegen im Abstand von diesen Teilen angeordnet sind und nur über eine Schweissnaht mit den vorgenannten Schrägflächen verbunden sind.