DE3406726A1

DE3406726A1 - Kunststoffgleitplatte fuer eine schienenweiche

Info

Publication number: DE3406726A1
Application number: DE19843406726
Authority: DE
Inventors: Wilfried 7031 Nufringen Ensinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Ensinger Eva Maria 71154 Nufringen De; Ensinger Klaus 71154 Nufringen De; Ensinger Martha 71154 Nufringen De; Ensinger Thomas 71154 Nufringen De; ENSINGER, WILFRIED, 71154 NUFRINGEN, DE; Holzberger Edith 71154 Nufringen De
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1984-02-24
Publication date: 1985-08-29
Also published as: DE3406726C2

Description

Beschreibung.
Kunststoffgleitplatte für eine Schienenweiche Die Erfindung betrifft eine Kunststoffgleitplatte für eine Schienenweiche mit Weichenstuhl und Weichengleitzunge, bei welcher die Weichenzunge im wesentlichen in einer horizontalen Ebene auf der Oberfläche der vom Weichenstuhl aufgenommenen Gleitplatte verschieblich ist und im wesentlichen senkrecht oder schräg zur Horizontalen verlaufende Belastungskräfte in die Gleitplatte einleitet, Man ist bei bekannten Kunststoffgleitplatten dieser Art (DE-PS 26 31 594) bisher davon ausgegangen, daß die Gleitplatten einer Flächenpressung von 22 N/mm², resultierend aus der Achslast eines über die Schienenweiche rollenden Zuges von 10 to, standhalten müsse.
Versuche und Berechnungen ergaben jedoch, daß die Weichen zunge auf die Kunststoffgleitplatte Druckspannungsspitzen ausüben kann, die bis zum zehnfachen Wert der bisher zugrunde gelegten mittleren Flächenpressung ausmachen. So werden während des Befahren der Weiche oszillierende Bewegungen zwischen Weichenzunge und Weichenstuhl beobachtet, die zu einer starken dynamischen Spitzenbelastung führen. Auch erfolgt in der Praxis die Krafteinleitung häufig nicht über die mehr oder weniger flache Unterseite der Weichenzunge, sondern über eine Zungenunterkante, was von Verwindungen der Weichenzunge her rühren kann.
Gerade bei derart verwundenen Weichenzungen ist zu beobachten, daß sie oft nicht an der zugehörigen Stockschiene anliegen, wodurch dann, wenn ein Zug über die Weiche fährt, die Kraft nicht flächig, sondern über die Zungenkante mit entsprechend hohen dynamischen Spitzenwerten in die Kunststoffgleitplatte eingeleitet wird. Außerdem gehen Höhendifferenzen von Weichenstuhl zu Weichenstuhl in die Pressungskennwerte ein.
Alle diese Gründe führen dazu, daß die bisherigen Kunststoffgleitplatten den gestellten Festigkeitsanforderungen nicht genügten und bisweilen sogar zu einem Formschluß mit der Weichenzunge, d. h. zu einer Weichenblockierung, Anlaß gaben.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Kunststoffgleitplatte derart zu verbessern, daß sie auch hohen Belastungsspitzenwerten standhält.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kunststoffgleitplatte zur Erhöhung ihrer mechanischen Festigkeit fasrige oder plättchenförmige Verstärkungselemente enthält, die zumindest teilweise in Richtung der eingeleiteten Belastungskräfte orientiert sind.
Es kommt erfindungsgemäß also nicht nur darauf an, an sich bekannte fasrige oder schuppenförmige Verstärkungselemente in den Kunststoff der Gleitplatte einzubetten, sondern vielmehr wesentlich darauf, daß diese Verstärkungselemente auch in ganz bestimmter Richtung orientiert sind, so daß sie den Belastungskräften entgegenwirken können.
Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen: Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer üblichen Schienenweiche mit Kunststofflgleitplatte; Fig. 2 die Kunststoffgleitplatte aus Fig. 1 in schaubildlicher Ansicht; Fig. 3 eine Teilschnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 und Fig. 4 eine aus einem Verbundkörper bestehende Kunststoffgleitpiatte.
Die in Fig. 1 dargestellte herkömmliche Schienenweiche umfaßt eine Stockschiene 1, die unter Zwischenschaltung einer Stahlplatte 2 auf einer Schwelle 3 aus Holz, Beton oder anderem Material in an sich bekannter Weise befestigt ist. Mit der Platte 2 ist einstückig ein Weichenstuhl 4 fest verbunden, der auf einer im wesentlichen horizontal verlaufenden Oberfläche eine Kunststoffgleitplatte 5 trägt. Die Kunststoffgleitplatte 5 ist zwischen seitlichen Begrenzungsleisten 6, 7 am Weichenstuhl 4 festgehalten.
Eine Weichenzunge 8 ist mittels eines (nicht dargestellten) Gestänges in der üblichen Weise auf der horizontalen Oberseite der Gleitplatte 5 relativ zur Schiene 1 hin- und herverschieblich, wobei in Fig. 1 die sogenannte "Schließstellung" der Weiche dargestellt ist, in der die Weichenzunge 8 an der Stockschiene 1 möglichst dicht anliegt. Die Fig. 2 zeigt die Kunststoffgleitplatte 5 in schaubildlicher Ansicht.
Die Kunststoffgleitplatte 5 ist von rechteckiger Gestalt, wobei die lange Seite des Rechteckes in der Zeichnungsebene der Fig. 1 liegt und parallel zur Verschieberichtung der Weichenzunge 8 verläuft.
Im Betrieb der Weiche werden über die Weichenzunge 8 senkrecht oder schräg zur Horizontalen gerichtete Kräfte in die Kunststoffgleitplatte eingeleitet. Da diese Kräfte hohe Spitzenwerte erreichen können, wird ihnen durch entsprechende Verstärkung des Kunststoffes, aus dem die Gleitplatte 5 besteht, entgegengewirkt.
Zum Einsatz können in erster Linie Verstärkungselemente mit fasrigem Charakter gelangen, insbesondere Glasfasern, Kohlenstoffasern, Kunststoffasern (vorzugsweise Aramidfasern), Graphitfasern. Ferner eignen sich als Verstärkungselemente Materialien mit schuppen-oder plättchenförmiger Struktur, insbesondere aus Silikat, vorzugsweise Talkum od. dgl.
Die Fig. 3 zeigt in schematischer Längsschnittansicht der Kunststoffgleitplatte 5 die Ausrichtung der durch kleine Striche angedeuteten Verstärkungselemente.
Diese Striche sollen die Längsrichtung der Fasern oder eine in der Ebene der plättchenförmigen Verstärkungselemente gelegene Gerade bedeuten, z. B. bei quadratisch angenommenen Plättchen eine Seite oder eine Diagonale des Quadrats. Wie in Fig. 3 dargestellt, sind die Verstärkungselemente 9 zumindest teilweise in Richtung der durch die Weichenzunge 8 eingeleiteten Belastungskräfte, d. h. senkrecht oder schräg zur Horizontalebene orientiert. Somit können die Verstärkungselemente den Belastungskräften direkt entgegenwirken.
Die in Fig. 3 dargestellte, spezifische Orientierung der fasrigen oder plättchenförmigen Verstärkungselemente 9 kann man beim Extrudieren der Kunststoffgleitplatte 5 (was vorzugsweise parallel zu deren Längsrichtung erfolgt) durch Beeinflussung der Fließrichtung der faserhaltigen Masse durch stationäre oder bewegliche Fließwiderstände innerhalb der Spritzvorrichtung erreichen. Außerdem kann der Erstarrungsvorgang der Masse z. B. durch temporäre Variation der Extrudiergeschwindigkeit so gesteuert werden, daß sich die gewünschten Orientierungen der Verstärkungselemente 9 ergeben. Beim Spritzgießen einer Kunststoffgleitplatte 5 erreicht man die gewünschte Orientierung der Verstärkungselemente 9 durch entsprechende Anordnung und Orientierung der Spritzdüsen, aus welchen die faserhaltige Kunststoffmasse in die Spritzform eingespritzt wird.
Wie weiterhin aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Verstärkungselemente an der die Weichenzunge 8 tragenden Oberseite (und auch an der dem Weichenstuhl 4 zugekehrten Unterseite) der Kunststoffgleitplatte 5 im wesentlichen parallel zu dieser Oberfläche, also horizontal ausgerichtet. Hierdurch erhält die Oberfläche der Kunststoffgleitplatte eine niedrige Gleitreibung. Die Gleitreibung wäre im Bereich der Oberfläche naturgemäß höher, wenn auch dort senkrecht oder schräg zur Horizontalen orientierte Verstärkungselemente vorliegen wurden.
Um die Gleitreibung der Kunststoffgleitplatte 5 weiterhin möglichst niedrig zu halten, kann der Kunststoff der Gleitplatte 5 außer den Verstärkungselementen noch gleitreibungsmindernde Stoffe enthalten, beispielsweise Selbstschmierstoffe, Polytetrafluoräthylen, Polyäthylen, Silikonöl, Fette, Wachse, Graphit, Molybdändisulfit od. dgl., wobei diese Stoffe zum Teil ebenfalls verstärkende Eigenschaften haben können.
Für die Herstellung der Kunststoffgleitplatte 5 eignen sich in erster Linie teilkristalline Kunststoffe, beispielsweise thermoplastische Polyester, insbesondere Polybutylenterephtalat.
Die Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer Kunststoffgleitplatte 15. Die Platte 15 besteht aus einem Grundkörper 16, der durch Verstärkungselemente 9 entsprechend der Längsschnittansicht gemäß Fig. 3 verstärkt ist. An der Oberseite der Gleitplatte 15 sind in entsprechende Ausnehmungen des Grundkörpers 16 Kunststoffteile 17 eingelassen, die nicht unbedingt Verstärkungselemente 9 zu enthalten brauchen, jedoch entweder aus Kunststoff mit besonders niedrigen Gleitreibungseigenschaften bestehen oder gleitreibungsmindernde Zusätze, wie oben erwähnt, enthalten. Der Grundkörper 16 bildet mit den Kunststoffteilen 17 einen Verbundkörper.
Wie in Fig. 2 und 4 gestrichelt angedeutet, kann an der dem Weichenstuhl 4 zugekehrten Unterseite der Kunststoffgleitplatte 5, 15 eine vorzugsweise plattenförmige, elastische Dämpfungsschicht 18 angeordnet sein. Diese Dämpfungsschicht dient als eine Art Polster und ermöglicht ein elastisches Ausweichen der Kunststoffgleitplatte 5, 15 nach unten, wenn die Achsen eines Zuges über die Weiche rollen. Durch dieses Ausweichen können nachteilige Formveränderungen an der ebenen Oberseite der Gleitplatte verhütet werden.
In einer, wie beschrieben, verstärkten Kunststoffgleitplatte können natürlich fasrige Verstärkungselemente mit schuppen- oder plättchenförmigen Verstärkungselementen kombiniert werden.
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Claims

Patentansprüche: 1. Kunststoffgleitplatte für eine Schienenweiche mit Weichenstuhl und Weichengleitzunge, bei welcher die Weichenzunge im wesentlichen in einer horizontalen Ebene auf der Oberfläche der vom Weichenstuhl aufgenommenen Gleitplatte verschieblich ist und im wesentlichen senkrecht oder schräg zur Horizontalen verlaufende Belastungskräfte in die Gleitplatte einleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffgleitplatte (5,15) zur Erhöhung ihrer mechanischen Festigkeit fasrige oder plättchenförmige Verstärkungselemente (9) enthält, die zumindest teilweise in Richtung der eingeleiteten Belastungskräfte orientiert sind.
2. Kunststoffgleitplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente (9) zur Verminderung der Gleitreibung der Weichenzunge (8) im Bereich der die Weichenzunge tragenden Oberfläche der Gleitplatte (5,15) parallel zu dieser Oberfläche ausgerichtet sind.
3. Kunststoffgleitplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente (9) in der Gleitpiatte (5,15) zumindest teilweise senkrecht oder schräg zur Horizontalen ausgerichtet sind.
4. Kunststoffgleitplatte nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente (9) Glasfasern, Kohlenstoffasern, Kunststoffasern, Graphitfasern und/oder Silikate mit plättchenartiger Struktur sind.
5. Kunststoffgleitplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich gleitreibungsmindernde Stoffe enthält.
6. Kunststoffgleitplatte nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie an ihrer die Weichenzunge (8) abstützenden Oberseite mit Kunststoffteilen (17) geringer Gleitreibung zu einem Verbundkörper vereinigt ist.
7. Kunststoffgleitplatte nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an ihrer dem Weichenstuhl (4) zugekehrten Unterseite eine elastische Dämpfungsschicht (18) angeordnet ist.