DE102011106385A1

DE102011106385A1 - Weichenanlagenbauteil

Info

Publication number: DE102011106385A1
Application number: DE102011106385A
Authority: DE
Inventors: Dieter Hampel; Andreas Lahrmann; Xaver Eßer
Original assignee: ThyssenKrupp GfT Gleistechnik GmbH
Current assignee: TRACK TEC GMBH, DE
Priority date: 2011-07-04
Filing date: 2011-07-04
Publication date: 2013-01-10
Also published as: WO2013004437A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Weichenanlagenbauteil (1) und ein Verfahren zur Herstellung eines Weichenanlagenbauteils (1) mit einem Oberteil (2) und mit einem Unterteil (3), die übereinander angeordnet miteinander verbunden sind, um einen blockförmigen Körper zu bilden, wobei der blockförmige Körper sich gegenüberliegende Endseiten (4, 5) aufweist, an die zumindest eine Schiene (6) anordbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Oberteil (2) und das Unterteil (3) zueinander korrespondierende Formschlussgeometrien (7, 8) aufweisen, durch die das Oberteil (2) mit dem Unterteil (3) in Kopfzugrichtung (9) vollständig verbindbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Weichenanlagenbauteil mit einem Oberteil und mit einem Unterteil, die übereinander angeordnet miteinander verbunden sind, um einen blockförmigen Körper zu bilden, wobei der blockförmige Körper sich gegenüberliegende Endseiten aufweist, an die zumindest eine Schiene anordbar ist.
STAND DER TECHNIK
Aus der DE 33 39 442 C1 ist ein Weichenanlagenbauteil mit einem Oberteil und mit einem Unterteil bekannt, die übereinander angeordnet miteinander verbunden sind, um einen blockförmigen Körper zu bilden, wobei der blockförmige Körper sich gegenüberliegende Endseiten aufweist, an die zumindest eine Schiene anordbar ist. Das Unterteil bildet einen Herzstückblock aus üblichem, schweißbarem Schienenstahl, und das Oberteil bildet einen Herzstückeinsatz aus einem Manganhartstahl. Damit wird der blockförmige Körper mit seinen Außenabmessungen jedoch bereits durch den Herzstückblock gebildet, und der Herzstückeinsatz wird lediglich in eine Ausnehmung im Herzstückblock eingesetzt. Um den Herzstückeinsatz in der Ausnehmung im Herzstückblock zu befestigen, müssen Passschrauben vorgesehen werden, mit denen der Herzstückeinsatz in einen Hinterschnitt in der Ausnehmung gehalten wird. Dadurch ist die Verbindungstechnik zwischen dem Herzstückeinsatz und dem Herzstückblock aufwendig, und die Passschrauben können sich im Betrieb des Weichenanlagenbauteils lösen.
Weiterhin ist bekannt, dass Weichenanlagenbauteile in Form von blockförmigen Körpern aus einem Oberteil und einem Unterteil bestehen, und das Oberteil und das Unterteil werden randseitig miteinander verschweißt. Die Außenkonturen des Oberteils und des Unterteils sind dabei gleich ausgeführt, und die Schweißnaht umschließt das Oberteil und Unterteil in der Teilungsebene im Wesentlichen vollumfänglich.
Durch die damit gebildete relativ lange Schweißnaht entsteht ein thermischer Verzug im blockförmigen Körper, und nach Anschluss der Schienen an sich gegenüberliegenden Endseiten des blockförmigen Körpers ist ein Richtvorgang notwendig. Dabei auftretende Richtkräfte sind sehr groß, wobei durch die stark ausgesteifte Struktur des blockförmigen Körpers mit einer vollumfänglichen Schweißnaht ein Ausrichten des Körpers aufgrund des thermischen Verzugs häufig sehr schwer oder sogar unmöglich ist,
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Damit ergibt sich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Weichenanlagenbauteil mit einem Oberteil und einem Unterteil zu schaffen, mit dem die Nachteile des vorstehend beschriebenen Standes der Technik vermieden werden, der Leicht richtbar ist und eine einfache und dauerhafte Verbindung zwischen Oberteil und Unterteil aufweist.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Weichenanlagenbauteil mit einem Oberteil und mit einem Unterteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Oberteil und das Unterteil zueinander korrespondierende Formschlussgeometrien aufweisen, durch die das Oberteil mit dem Unterteil wenigstens in Kopfzugrichtung vollständig verbindbar ist.
Die erfindungsgemäße Verbindung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil nutzt vorteilhaft die Möglichkeit, zwischen dem Oberteil und dem Unterteil Formschlussgeometrien vorzusehen, die derart zueinander korrespondieren, dass das Oberteil mit dem Unterteil vollständig, das heißt ohne Zuhilfenahme weiterer Verbindungsmittel und unter Ausschluss von Schweißverfahren, verbindbar ist. Damit kann die Verbindung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil frei von Schraubverbindungen und Schweißverbindungen ausgeführt werden, die sich im Betrieb des Weichenanlagenbauteils lösen könnten, und die einen erhöhten Fertigungs- und Montageaufwand erfordern. Die Formschlussgeometrien können am Oberteil und am Unterteil an den jeweils aufeinander zuweisenden Seiten der Teile eingebracht sein, ohne jedoch die Ausbildung der Formschlussgeometrien auf die einander zuweisenden Seiten zu begrenzen. Beispielsweise kann das Oberteil durch das Unterteil auch seitlich umgriffen werden, wodurch ebenfalls eine Formschlussverbindung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil im Sinne der vorliegenden Erfindung herstellbar ist.
Der blockförmige Körper wird vorzugsweise durch ein Oberteil und ein Unterteil gebildet, die eine in seitlicher Richtung im Wesentlichen gleiche Umfangskontur in der Teilungsebene aufweisen. Die beiden Teile werden dabei einander überdeckend angeordnet, sodass die Unterseite des Oberteils der Oberseite des Unterteils gegenüber liegt. Mit Vorteil sind die zueinander korrespondierenden Formschlussgeometrien an den sich gegenüberstehenden Seiten eingebracht, und wird das Oberteil mit dem Unterteil verbunden, so ist die Verbindung in Kopfzugrichtung hergestellt und mechanisch belastbar. Die Kopfzugrichtung beschreibt dabei eine im Wesentlichen vertikal verlaufende Richtung, die eine Flächennormale bildet zur Teilungsebene des blockförmigen Körpers zwischen dem Oberteil und dem Unterteil. Die Kopfzugrichtung bildet folglich die Querrichtung zu einer Längsrichtung des Weichenanlagenbauteils, die sich etwa zwischen den sich gegenüberliegenden Endseiten des blockförmigen Körpers erstreckt. Die Verbindung des Oberteils und des Unterteils ist jedoch nicht allein auf die Kopfzugrichtung beschränkt, und die Verbindung kann zusätzlich auch quer zur Kopfzugrichtung mechanisch belastbar sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Weichenanlagenbauteils kann das Oberteil und das Unterteil an einer oder an beiden der sich gegenüberliegenden Endseiten wenigstens eine Schweißverbindung aufweisen. Insbesondere können an jeder der Endseiten mehrere Schweißverbindungen vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine erste Schweißverbindung an einer Endseite als Hilfsschweißung ausgebildet sein, durch die das Oberteil und das Unterteil in gegenseitiger Formschlussposition miteinander verschweißt sind, wobei die Schweißverbindung derart ausgeführt ist, dass zwischen Ober- und Unterteil weder bei einem anschließenden Richtprozess noch beim Befahren des Weichenanlagenbauteils durch ein Schienenfahrzeug in einem späteren Betrieb eine Relativbewegung der Ober- und Unterteile erfolgt.
Anschließend kann an die Endseite oder an die Endseiten zumindest eine Schiene angeschweißt werden, wodurch eine weitere Schweißverbindung gebildet wird. Die Schweißverbindung zum Verbinden der Schiene an die Endseite des blockförmigen Körpers erstreckt sich dabei sowohl über den Endseitenteil des Unterteils als auch über den Endseitenteil des Oberteils. Insbesondere erstreckt sich die Schweißverbindung zum Verbinden der Schiene an die Endseite des blockförmigen Körpers über die gesamte Höhe der Schiene, folglich sowohl über die Höhe des Schienenfußes, des Schienensteges und des Schienenkopfes.
Beim anschließenden Richten des Weichenanlagenbauteils kann durch die Hilfsschweißung, die sich folglich etwa auf der Höhe des Schienensteges befindet, vermeiden, wenn dass Spannungsspitzen in Materialbereichen der Schiene auftreten, die aufgrund von Kerbwirkung zur Rissbildung im Schienensteg führen können. Die Hilfsschweißung kann geschlitzt ausgeführt werden, beispielsweise kann die Hilfsschweißung im Bereich einer Anstoßanformung an den Endseiten des blockförmigen Körpers vorgesehen werden, die durch spanende Bearbeitung in den Endseiten ausgeformt wurde. Für jede an den blockförmigen Körper anzuordnende Schiene kann eine entsprechende Anstoßanformung vorgesehen werden, und an jeder dieser Anstoßanformungen kann eine Hilfsschweißung vorgenommen werden.
Ist hingegen das Oberteil mit dem Unterteil zumindest im Anstoßbereich der Schiene über die Hilfsschweißung verschweißt, so können Richtkräfte aufgenommen werden, und diese werden nicht in die Schiene, insbesondere nicht in den Schienensteg eingeleitet, um das Versagen des Schienensteges aufgrund von Rissbildung bei einem Richtvorgang zu vermeiden.
Die Verbindung des Oberteils und des Unterteils zur Aufnahme von Richtkräften im Anstoßbereich der Schiene kann alternativ zur Hilfsschweißung auch durch Verbindungsmittel, beispielsweise durch Verbindungsbolzen, Verbindungslaschen, Verbindungsbleche oder sonstige Verbindungsmittel ermöglicht werden. Anschließend kann die Schweißverbindung zur Verbindung der zumindest einen Schiene an wenigstens einer der sich gegenüberliegenden Endseiten ausgebildet werden. Durch die Anordnung der Schweißverbindung an zumindest einer Endseite des blockförmigen Körpers wird vermieden, dass sich der Formschluss zwischen dem Oberteil und dem Unterteil lösen kann. Ist die Schweißverbindung an der Endseite des blockförmigen Körpers angebracht, beispielsweise in Form der Hilfsschweißung, insbesondere jedoch durch das Anschweißen der Schiene, können mit weiterem Vorteil das Oberteil und das Unterteil nicht mehr in Längsrichtung gegeneinander verschoben werden, wodurch der Formschluss zwischen dem Oberteil und dem Unterteil lösbar wäre.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Formschlussgeometrien können diese in einer Längsrichtung keilförmig zulaufen, wobei sich die Längsrichtung vorzugsweise zwischen den Endseiten erstreckt. Die Keilform ergibt sich dabei zwischen den Endseiten entlang der Längsrichtung. Durch die Keilform weisen beispielsweise der Hinterschnitt und die Anformung an einer ersten Seite des blockförmigen Körpers eine größere sich quer zur Längsrichtung erstreckende seitliche Abmessung auf als auf der gegenüberliegenden zweiten Seite des blockförmigen Körpers.
Zum Fügen des Oberteils und des Unterteils können diese in Längsrichtung gegeneinander bewegt werden, und durch die keilförmigen Formschlussgeometrien wird die Formschlussposition über der Bewegung in Längsrichtung dann erreicht, wenn das Oberteil gegenüber dem Unterteil die Sollposition zur Bildung des blockförmigen Körpers einnimmt. Der keilförmige Zulauf der Formschlussgeometrien in Längsrichtung kann auf einen Punkt erfolgen, der außerhalb des blockförmigen Körpers liegt. Beispielsweise können die Formschlussgeometrien durch zumindest einen Hinterschnitt und zumindest eine in den Hinterschnitt in Eingriff bringbare Anformung gebildet sein. Als vorteilhafte Ausführungsform kann der Hinterschnitt durch eine Schwalbenschwanznut und die Anformung kann beispielsweise durch einen Schwalbenschwanz gebildet sein, um eine Schwalbenschwanzverbindung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil zu schaffen. Weitere Formschlussgeometrien sind ebenfalls vorteilhaft möglich, und beispielsweise kann an einem Teil ein T-Stück, und am gegenüberliegenden Teil eine Ausnehmung eingebracht sein, in die das T-Stück eingreifen kann. Auch das T-Stück und die Ausnehmung können keilförmig zulaufen, um eine Formschlussposition zu schaffen, die dann erreicht ist, wenn das Oberteil gegenüber dem Unterteil in die Fügeposition gebracht ist. Die Fügeposition ist insbesondere dann erreicht, wenn die aufeinander zu weisenden Seiten des Oberteils und des Unterteils in im Wesentlichen vollständige Überdeckung zueinander gebracht sind.
Das Oberteil kann aus einem Stahlwerkstoff hoher Güte und das Unterteil kann aus einem Stahlwerkstoff geringer Güte ausgebildet sein. Die Teilungsebene zwischen dem Oberteil und dem Unterteil zur Bildung des blockförmigen Körpers kann so ausgebildet sein, dass der blockförmige Körper überwiegend aus dem Material des Unterteils gebildet ist, nämlich aus einem Stahlwerkstoff geringer Güte. Damit können Materialkosten eingespart werden, und das Material hoher Güte, das mit dem Schienenfahrzeug in Kontakt kommt und entsprechend verschleißfest sein muss, bildet einen möglichst geringen Massenanteil am blockförmigen Körper.
Der blockförmige Körper und insbesondere das Oberteil desselben kann beispielsweise das Herzstück einer Weiche und/oder einer Kreuzung und/oder insbesondere eines Zungenbettes bilden. Beispielsweise kann der blockförmige Körper ein einfaches Herzstück, eine Blockspitze oder einen Monoblock für Weichen mit Rillenschienen bilden. Der blockförmige Körper kann als Herzstück einer Weiche ein sogenanntes Weichengroßteil bilden, das den ungehinderten Lauf der Räder des Schienenfahrzeugs an den Durchschneidungsstellen zweier Schienenstränge ermöglicht. Damit können sowohl Kreuzungsstücke, Abzweigungsstücke, Anschlussstücke und/oder sogenannte Zungenstücke durch das erfindungsgemäße Weichenanlagenbauteil gebildet sein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Weichenanlagenbauteils mit einem Oberteil und mit einem Unterteil, die übereinander angeordnet miteinander verbunden werden, um einen blockförmigen Körper zu bilden, wobei der blockförmige Körper sich gegenüberliegende Endseiten aufweist, an die zumindest eine Schiene angeordnet wird, wobei das Verfahren zumindest die Schritte des Einbringens einer Formschlussgeometrie in das Oberteil, das Einbringen einer mit der Formschlussgeometrie im Oberteil korrespondierenden Formschlussgeometrie im Unterteil und das Verbinden des Oberteils mit dem Unterteil über die Formschlussgeometrien in Kopfzugrichtung insbesondere unter Vermeidung weiterer Verbindungsmittel umfasst, wobei die Formschlussgeometrien in Ober- und Unterteil derart miteinander korrespondieren, dass in Kopfzugrichtung eine Formschlussverbindung zwischen Ober- und Unterteil realisierbar ist.
Weiterhin kann das Verfahren durch den Schritt des Verbindens des Oberteils mit dem Unterteil durch ein Verschieben des Oberteils und des Unterteils gegeneinander in einer Längsrichtung weitergebildet werden. Beim Verschieben des Oberteils gegenüber dem Unterteil können Hinterschnitte und entsprechende Anformungen, beispielsweise eine Schwalbenschwanznut und ein Schwalbenschwanz, ineinander geschoben werden, bis eine Formschlussposition des Oberteils gegenüber dem Unterteil erreicht ist.
Weiterhin kann das Verfahren den Schritt des Erzeugens wenigstens einer Schweißverbindung an einer oder an beiden der sich gegenüberliegenden Endseiten umfassen. Das Erzeugen der wenigstens einen Schweißverbindung kann durch eine Hilfsschweißung an zumindest einer der sich gegenüberliegenden Endseiten erreicht werden, durch die das Oberteil und das Unterteil in gegenseitiger Formschlussposition miteinander verschweißt werden. Alternativ und vorzugsweise zusätzlich kann das Erzeugen der wenigstens einen Schweißverbindung durch das Verbinden der zumindest einen Schiene an wenigstens eine der sich gegenüberliegenden Endseiten erfolgen. Damit wird erreicht, dass das Oberteil gegenüber dem Unterteil in der Formschlussposition festgehalten wird. Die mechanische Belastbarkeit des Oberteils gegenüber dem Unterteil insbesondere in Kopfzugrichtung wird jedoch durch den Formschluss zwischen dem Oberteil und dem Unterteil erreicht, und nicht, vorzugsweise nicht im Wesentlichen durch die Schweißverbindung.
Als weiteren, insbesondere letzten Schritt zur Bildung des Weichenanlagenbauteils kann ein Richtschritt des Weichenanlagenbauteils vorgesehen werden, wobei in das Weichenanlagenbauteil Richtkräfte über die angeschweißten Schienen in den blockförmigen Körper eingeleitet werden.
Zur Bereitstellung des Oberteils und des Unterteils können an diese endseitig Anstoßanformungen eingefräst werden, und wenn das Oberteil und das Unterteil miteinander verbunden werden, entsprechen die Anstoßanformungen dem Profil der Schiene. Weiterhin können in das Oberteil Rillen zur Führung des Spurkranzes der Räder des Schienenfahrzeugs durch Fräsverfahren eingebracht werden. Die Fräsvorgänge können dem formschlüssigen Fügen des Ober- und Unterteils vorangehen, sodass diese mit Aufmaß oder mit Endmaß dem gegenseitigen Fügen zugeführt werden.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt, Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht eines Weichenanlagenbauteils mit einem Oberteil und mit einem Unterteil sowie einer Schiene in einer nicht gefügten, fliegenden Ansicht,
2 eine Draufsicht auf ein Weichenanlagenbauteil mit angeschweißten Schienen,
3 eine Querschnittsansicht durch den blockförmigen Körper des Weichenanlagenbauteils gemäß der Schnittlinie A-A in 2,
4a ein Oberteil eines Weichenanlagenbauteils mit einer eingebrachten Schwalbenschwanznut,
4b ein Unterteil eines Weichenanlagenbauteils mit einem angeformten Schwalbenschwanz,
5 eine Draufsicht auf ein Weichenanlagenbauteil mit einem blockförmigen Körper, der ein Weichenherzstück bildet,
6 eine Querschnittsansicht durch das Weichenherzstück gemäß der Schnittlinie B-B gemäß 5,
7a ein Oberteil eines Weichenanlagenbauteils, das eine Blockspitze bildet,
7b ein Unterteil eines Weichenanlagenbauteils, das eine Blockspitze bildet,
8 eine Draufsicht auf ein Weichenanlagenbauteil mit einer Zunge, die in einem Zungenbett aufgenommen ist und
9 eine Querschnittsansicht des Zungenbettes gemäß der Schnittlinie C-C in 8.
1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines Weichenanlagenbauteils 1 mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung. Das Weichenanlagenbauteil 1 weist ein Oberteil 2 und ein Unterteil 3 auf, die in nicht montierter Weise fliegend übereinander angeordnet dargestellt sind. Das Oberteil 2 weist auf der dem Unterteil 3 zugewandten Seite eine Formschlussgeometrie 8 auf, die einen Schwalbenschwanz 8 bildet. Das Unterteil 3 weist eine Formschlussgeometrie 7 auf, die als Schwalbenschwanznut 7 ausgeführt ist. Das Oberteil 2 kann mit dem Unterteil 3 verbunden werden, indem der Schwalbenschwanz 8 in der Schwalbenschwanznut 7 verrastet wird. Die Formschlussgeometrien 7 und 8 laufen in einer Längsrichtung 12 keilförmig zu, wobei sich die Längsrichtung 12 zwischen sich gegenüberliegenden Endseiten 4 und 5 des Oberteils 2 und des Unterteils 3 erstreckt. Somit kann das Oberteil 2 durch eine Bewegung in Längsrichtung 12 im Unterteil 3 in eine Formschlussposition gebracht werden, sodass das Oberteil 2 mit dem Unterteil 3 bereits durch den Formschluss der Formschlussgeometrien 7 und 8 in Kopfzugrichtung 9 vollständig verbunden ist. Die Kopfzugrichtung 9 bildet dabei vorzugsweise eine Vertikalrichtung des durch das Oberteil 2 und das Unterteil 3 gebildeten blockförmigen Körpers, jedoch beschreibt im Sinne der vorliegenden Erfindung die Kopfzugrichtung 9 jede Richtung, die senkrecht zur Längsrichtung 12 verläuft, sodass das Oberteil 2 gegenüber dem Unterteil 3 durch den Formschluss beispielsweise auch in Querrichtung fest verbunden und somit mechanisch belastbar ist.
Der blockförmige Körper des Weichenanlagenbauteils 1 bildet das Herzstück einer Weiche und/oder einer Kreuzung und/oder eines Zungenbettes, und auf der Oberseite des Oberteils 2 sind Rillen 13 in sich kreuzender Weise eingebracht, durch die der Spurkranz des Rades eines Schienenfahrzeugs laufen kann. Das Oberteil 2 weist einen Stahlwerkstoff hoher Güte und das Unterteil 3 weist einen Stahlwerkstoff geringer Güte auf, und durch die geteilte Ausführung des blockförmigen Körpers wird erreicht, dass dieser nicht vollständig aus Stahlwerkstoff hoher Güte hergestellt werden muss.
Sind das Oberteil 2 und das Unterteil 3 formschlüssig miteinander verbunden, so können an den sich gegenüberliegenden Endseiten 4 und 5 zunächst Hilfsschweißungen 10 vorgesehen werden, durch die das Oberteil 2 und das Unterteil 3 im Bereich der Endseiten 4 und 5 miteinander verschweißt werden. Die Endseiten 4 und 5 weisen beispielsweise durch Fräsvorgange ausgebildete Anstoßanformungen 14 auf, und wenn das Oberteil 2 und das Unterteil 3 miteinander verbunden sind, entsprechen die Anstoßanformungen 14 dem Profil der Schiene 6 zur jeweiligen Anordnung einer entsprechenden Anzahl von Schienen 6 an die Endseiten 4 und 5. Die Hilfsschweißungen 10 werden im Bereich des Schienensteges vorgesehen, in dem sich die Teilungsebene des Oberteils 2 und des Unterteils 3 befindet und sind im Aufschmelzbereich der vorzusehenden Fügezone angedeutet, die U-förmig um das Stegende herumführen kann. Beim späteren Richten des Weichenanlagenbauteils 1 wird folglich vermieden, dass im Stegbereich der Schiene 6 Spannungsspitzen auftreten, die zur Schädigung des Materials der Schiene 6 führen können, da Kräfte, die im Anstoßbereich der Schiene 6 an den blockförmigen Körper entstehen, über die Hilfsschweißungen 10 aufgenommen werden können. Mit weiterem Vorteil ergibt sich eine Fixierung des Oberteils 2 gegenüber dem Unterteil 3 in der Formschlussposition, da sich das Oberteil 2 relativ zum Unterteil 3 nicht mehr in Längsrichtung 12 verlagern kann. Die Darstellung zeigt Anstoßanformungen 14 für vier Schienen 6, sodass an jeder Endseite 4 und 5 des blockförmigen Körpers zwei Schienen 6 angeordnet werden. Die Anordnung der Schienen 6 kann dabei durch ein Schweißverfahren erfolgen, beispielsweise durch ein Abbrennstumpfschweißen.
2 zeigt eine Draufsicht auf ein Weichenanlagenbauteil 1 mit einem blockförmigen Körper, der durch das Oberteil 2 und das Unterteil 3 gebildet ist, die übereinander angeordnet sind. An den Endseiten 4 und 5 sind über jeweilige Schweißverbindungen 11 Schienen 6 angeordnet, die gemeinsam mit dem Oberteil 2 und dem Unterteil 3 das Weichenanlagenbauteil 1 bilden.
3 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-A gemäß 2. Der Querschnitt zeigt das Weichenanlagenbauteil 1 mit dem Oberteil 2 in Formschluss mit dem Unterteil 3, und im Oberteil 2 ist beispielhaft eine Schwalbenschwanznut 7 eingebracht, in die ein Schwalbenschwanz 8 eingebracht ist, der am Unterteil 3 angeformt ist. Folglich kann die Ausbildung der Formschlussgeometrien 7 und 8 mit einem Hinterschnitt 7 und einer Anformung 8 gemäß 1 erfolgen, in der die Anformung 8 am Oberteil 2 angeordnet ist, und der Hinterschnitt 7 ist am Unterteil 3 ausgebildet. Gemäß 3 kann die Formschlussgeometrie 7 und 8 auch in umgekehrter Weise ausgebildet sein, sodass der Hinterschnitt 7 im Oberteil 2 und die Anformung 8 am Unterteil 3 angeordnet sind.
In 4a ist ein Oberteil 2 in einer Draufsicht und einer Seitenansicht und in 4b ist ein Unterteil 3 in einer Draufsicht und einer Seitensicht gezeigt. Die Ansichten des Oberteils 2 und des Unterteils 3 zeigen die Formschlussgeometrien 7 und 8, und beispielhaft ist eine Schwalbenschwanznut 7 im Oberteil 2 und ein Schwalbenschwanz 8 im Unterteil 3 eingebracht. Die Darstellung zeigt die Formschlussgeometrien 7 und 8 entlang der Längsrichtung 12, die sich zwischen den Endseiten 4 und 5 erstreckt. Die Formschlussgeometrien 7 und 8 laufen in Richtung zur Endseite 5 keilförmig aufeinander zu, wobei der Keilwinkel α derart klein ausgeführt ist, dass der Punkt, in dem sich die Flanken 15 und 16 der Formschlussgeometrien 7 und 8 treffen, weit außerhalb des Oberteils 2 und des Unterteils 3 liegt.
In 5 ist ein weiteres Weichenanlagenbauteil 1 gezeigt, dass eine Blockspitze aufweist, die durch den Oberteil 2 und den Unterteil 3 gebildet ist. An die Blockspitze sind zwei Schienen 6 über Schweißverbindungen 11 angeschweißt. Benachbart zur Blockspitze sind Flügelschienen 17 angeordnet.
6 zeigt eine Querschnittsansicht der Anordnung der Blockspitze, gebildet durch das Oberteil 2 und das Unterteil 3, zwischen den Flügelschienen 17. Die Flügelschienen 17 sind mit einem Schraubbolzen 18 mit dem Unterteil 3 auf Block verschraubt. Das Unterteil 3 weist einen Schwalbenschwanz 8 auf, der in einer Schwalbenschwanznut 7 verrostet ist, die im Oberteil 2 eingebracht ist. Damit ist durch die Formschlussgeometrien 7 und 8 das Oberteil 2 gegenüber dem Unterteil 3 in Kopfzugrichtung 9 befestigt, und die Befestigung des Oberteils 2 gegenüber dem Unterteil 3 in Längsrichtung 12 wird durch die Schweißverbindungen 11 ermöglicht, mit denen Schienen 6 an die Rückseite der Blockspitze angeschweißt sind, siehe 5.
7a zeigt eine Draufsicht und eine Seitenansicht des Oberteils 2 und 7b zeigt eine Draufsicht und eine Seitenansicht des Unterteils 3 zur Bildung der Blockspitze gemäß der 5 und 6. Im Oberteil 2 ist die Schwalbenschwanznut 7 eingebracht, und am Unterteil 3 ist ein Schwalbenschwanz 8 angeformt, der in der Schwalbenschwanznut 7 im Oberteil 2 verrastet werden kann. Die Blockspitze weist eine erste Endseite 4 auf, an die Schienen 6 angeschweißt werden, und die gegenüberliegende Spitze endet in einer entsprechenden Lücke zwischen den Flügelschienen 17.
In 8 ist schließlich ein Weichenanlagenbauteil 1 mit einer Zunge 19 gezeigt, und das Weichenanlagenbauteil 1 weist im Zungenbereich einen blockförmigen Körper auf, der durch das Oberteil 2 und das Unterteil 3 gebildet ist. An einer ersten Endseite 4 kann eine Schiene 6 mit einer einzigen Schweißverbindung 11 und an einer zweiten Endseite 5 können zwei Schienen 6 mit jeweiligen Schweißverbindungen 11 an den blockförmigen Körper angeschweißt werden.
Das Weichenanlagenbauteil 1 gemäß 8 ist in 9 in einem Querschnitt entlang der Schnittlinie C-C dargestellt. Im Oberteil 2 ist die Zunge 19 in Querrichtung 20 beweglich aufgenommen, sodass das Oberteil 2 ein Zungenbett bildet. Das Oberteil 2 ist mit dem Unterteil 3 durch Formschlussgeometrien 7 und 8 verbunden, die im Oberteil 2 als Schwalbenschwanznut 7 und am Unterteil 3 als Schwalbenschwanz 8 ausgebildet sind.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Insbesondere beschränkt sich die Erfindung nicht auf eine Formschlussgeometrie 7 und 8, die nach Art einer Schwalbenschwanzverbindung ausgeführt ist. Ebenfalls bilden T-Nuten oder sonstige Arten von Hinterschnitten eine Möglichkeit zur Verbindung des Oberteils 2 mit dem Unterteil 3. Die Hinterschnitte und die Anformungen zum Eingriff in die Hinterschnitte gemäß 3, 4a, 4b, 6, 7a und 7b sind nur beispielhaft im Oberteil und im Unterteil eingebracht, sodass der Hinterschnitt im Oberteil oder im Unterteil und die korrespondierende Anformung ebenfalls entweder im Oberteil oder im Unterteil eingebracht sein kann.
Bezugszeichenliste

1: Weichenanlagenbauteil
2: Oberteil
3: Unterteil
4: erste Endseite
5: zweite Endseite
6: Schiene
7: Formschlussgeometrie, Hinterschnitt, Schwalbenschwanznut
8: Formschlussgeometrie, Anformung, Schwalbenschwanz
9: Kopfzugrichtung
10: Schweißverbindung, Hilfsschweißung
11: Schweißverbindung
12: Längsrichtung
13: Rille
14: Anstoßanformung
15: Flanke
16: Flanke
17: Flügelschiene
18: Schraubbolzen
19: Zunge
20: Querrichtung
α: Keilwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3339442 C1 [0002]

Claims

Weichenanlagenbauteil (1) mit einem Oberteil (2) und mit einem Unterteil (3), die übereinander angeordnet miteinander verbunden sind, um einen blockförmigen Körper zu bilden, wobei der blockförmige Körper sich gegenüberliegende Endseiten (4, 5) aufweist, an die zumindest eine Schiene (6) anordbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (2) und das Unterteil (3) zueinander korrespondierende Formschlussgeometrien (7, 8) aufweisen, durch die das Oberteil (2) mit dem Unterteil (3) wenigstens in Kopfzugrichtung (9) vollständig verbindbar ist.
Weichenanlagenbauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (2) und das Unterteil (3) an einer oder an beiden der sich gegenüberliegenden Endseiten (4, 5) wenigstens eine Schweißverbindung (10, 11) aufweisen.
Weichenanlagenbauteil (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schweißverbindung (10) als Hilfsschweißung (10) ausgebildet ist, durch die das Oberteil (2) und das Unterteil (3) in gegenseitiger Formschlussposition miteinander verschweißt sind, wobei die Schweißverbindung derart ausgeführt ist, dass zwischen Ober- und Unterteil (2, 3) weder bei einem anschließenden Richtprozess noch beim Befahren des Weichenanlagenbauteils (1) durch ein Schienenfahrzeug in einem späteren Betrieb eine Relativbewegung der Ober- und Unterteile (2, 3) erfolgt.
Weichenanlagenbauteil (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schweißverbindung (11) zur Verbindung der zumindest einen Schiene (6) an wenigstens einer der sich gegenüberliegenden Endseiten (4, 5) ausgebildet ist.
Weichenanlagenbauteil (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussgeometrien (7, 8) in einer Längsrichtung (12) keilförmig zulaufen, wobei sich die Längsrichtung (12) vorzugsweise zwischen den Endseiten (4, 5) erstreckt.
Weichenanlagenbauteil (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussgeometrien (7, 8) durch zumindest einen Hinterschnitt (7) und zumindest eine in den Hinterschnitt (7) in Eingriff bringbare Anformung (8) gebildet sind, wobei der Hinterschnitt (7) vorzugsweise durch eine Schwalbenschwanznut (7) und die Anformung (8) vorzugsweise durch einen Schwalbenschwanz (8) gebildet ist.
Weichenanlagenbauteil (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (2) aus einem Stahlwerkstoff hoher Güte und das Unterteil (3) aus einem Stahlwerkstoff geringer Güte ausgebildet sind.
Weichenanlagenbauteil (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (2) des blockförmigen Körpers und/oder der blockförmige Körper selbst das Herzstück einer Weiche und/oder einer Kreuzung und/oder insbesondere eines Zungenbettes bildet.
Verfahren zur Herstellung eines Weichenanlagenbauteils (1) mit einem Oberteil (2) und mit einem Unterteil (3), die übereinander angeordnet miteinander verbunden werden, um einen blockförmigen Körper zu bilden, wobei der blockförmige Körper sich gegenüberliegende Endseiten (4, 5) aufweist, an die zumindest eine Schiene (6) angeordnet wird, gekennzeichnet durch wenigstens die folgenden Schritte: – Einbringen einer Formschlussgeometrie (7, 8) in das Oberteil (2), – Einbringen einer mit der Formschlussgeometrie (7, 8) im Oberteil (2) korrespondierenden Formschlussgeometrie (7, 8) in das Unterteil (3), wobei die Formschlussgeometrien (7, 8) in Ober- und Unterteil (2, 3) derart miteinander korrespondieren, dass in Kopfzugrichtung (9) eine Formschlussverbindung zwischen Ober- und Unterteil (2; 3) realisierbar ist, – Verbinden des Oberteils (2) mit dem Unterteil (3) über die Formschlussgeometrien (7, 8).
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer Achse in Kopfzugrichtung (9) ausgeführte Verbindung zwischen Ober- und Unterteil (2, 3) unter Ausschluss weiterer Verbindungsmittel erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch das Verbinden des Oberteils (2) mit dem Unterteil (3) durch ein Verschieben des Oberteils (2) und des Unterteiles (3) gegeneinander in einer Längsrichtung (12).
Verfahren nach Anspruch 9 bis 11, gekennzeichnet durch das Erzeugen wenigstens einer Schweißverbindung (10, 11) an einer oder an beiden der sich gegenüberliegenden Endseiten (4, 5).
Verfahren nach Anspruch 9 bis 12, gekennzeichnet durch das Erzeugen wenigstens einer Hilfsschweißung (10) an zumindest eine der sich gegenüberliegenden Endseiten (4, 5), durch die das Oberteil (2) und das Unterteil (3) in gegenseitiger Formschlussposition miteinander verschweißt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass für jede an den Endseiten (4, 5) des blockförmigen Körpers anzuordnende Schiene (6) eine zugeordnete Anstoßanformung (14) vorgesehen wird, und an jeder dieser Anstoßanformungen (14) wird eine Hilfsschweißung (10) erzeugt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, gekennzeichnet durch das Verbinden der zumindest einen Schiene (6) an wenigstens eine der sich gegenüberliegenden Endseiten (4, 5) durch Erzeugen wenigstens einer Schweißverbindung (11).
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, gekennzeichnet durch wenigstens einen Richtschritt des Weichenanlagenbauteils (1), ausgebildet nach einem der Ansprüche 1 bis 8.