DE3805963A1 - Gleitstuhl - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleitstuhl mit auf diesem verschiebbaren Schienenabschnitt wie Weichenzungenabschnitt, der in dem mit der Gleitstuhloberfläche wechselwirkenden Bereich mit einem erste und zweite Abkantungen aufweisenden Gleitblech versehen ist, die sich zumindest teilweise zum einen entlang des Schienenfußes und zum anderen entlang der Längsränder des Gleitstuhls erstrecken.

Aus dem DE-GM 87 00 566 ist ein entsprechender Gleitstuhl bekannt, bei dem zur Verringerung von Verschleiß und Reibung zwischen dem Gleitstuhl und der sich auf diesem abstützenden Schiene wie Zungen- oder Vignolschiene ein entsprechendes Gleitblech vorhanden ist. Um dieses zu sichern, weist das Gleitblech abschnittsweise in Richtung des Schienenfußes bzw. des Gleitstuhls weisende Abkantungen auf.

Die Fläche des Gleitstuhls, auf der das Gleitblech verschoben wird, besitzt eine Gleiteinlage mit mehreren Gleitelementen aus einem selbstschmierenden Werkstoff, welche die Oberfläche des Gleitstuhls überragen und die in einem Rahmen fixiert sind, der herausnehmbar in einer Ausnehmung des Gleitstuhls verriegelt ist. Das Gleitmittel kann aus einem selbstschmierenden Gleitmetall wie Graphitbronze bestehen.

Durch das Gleitmittel ist zwar sichergestellt, daß eine regelmäßige Schmierung des Gleitstuhls nicht erforderlich ist. Jedoch hat sich gezeigt, daß von den Schienen Rost auf die Gleitstuhlfläche gelangt, der zu einer Erhöhung des Reibfaktors führt, so daß weiterhin in relativ kurzen Abständen eine Wartung erforderlich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gleitstuhl der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Gleitstuhl gegen Rostablagerungen geschützt ist und gleichzeitig sichergestellt wird, daß eine Reduzierung des Reibfaktors auch nach langem Gebrauch nicht erfolgt.

Die Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß sich die den Schienenfuß erfassenden ersten Abkantungen zumindest über die gesamte Breite des Gleitstuhls und die die Seitenränder des Gleitstuhls erfassenden zweiten Abkantungen über zumindest die gesamte Schienenfußbreite erstrecken. Vorzugsweise überragen die ersten Abkantungen dabei die Seitenränder des Gleitstuhls.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Gleitstuhls ist gewährleistet, daß das Gleitblech den Gleitstuhl vollständig von von dem Schienenabschnitt abfließende Flüssigkeit abschirmt, so daß Rost nicht auf die Gleitfläche gelangen kann. Dies ist dadurch gewährleistet, daß das Gleitblech in einem Umfang sich in Richtung des Schienenfußes bzw. des Gleitstuhls erstreckende Abkantungen aufweist, daß die von der Schiene stammende Flüssigkeit über das Gleitblech von dem Gleitstuhl ferngehalten wird. Das Gleitblech leitet folglich die Flüssigkeit so von der Schiene ab, daß der Gleitstuhl nicht benetzt wird. Insbesondere dadurch, daß die den Schienenfuß erfassende Abkantungen seitlich über die Ränder des Gleitstuhls hinausragen, ist ein einwandfreies Ableiten auch großer Flüssigkeitsmengen z. B. bei Regen gewährleistet.

Um ein problemloses, jedoch sicheres Befestigen des Gleitblechs am Schienenfuß zu ermöglichen, geht zumindest von einer der ersten Abkantungen ein sich gegen den Schienenfuß abstützendes Spannelement wie Federelement aus. Selbstverständlich können auch beide Schienenfußseiten von von dem Gleitblech ausgehende Spann- wie Federelemente erfaßt werden.

In hervorzuhebender Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Bereich des Gleitstuhls, auf dem das Gleitblech gleitet, mit einem harten, Notlaufeigenschaften aufweisenden Gleitmittel versehen ist, das bündig oder nahezu bündig zur Gleitstuhl­ oberfläche abschließt.

Hierdurch ist gewährleistet, daß das wartungsintensive fortwährende Schmieren der Gleisteile verringert wird, da sich die Notlaufeigenschaft dadurch auszeichnet, daß bei Verringerung oder Unterbrechung einer Schmiermittelzufuhr oder bei Vorhanden­ sein von Wasser oder Fremdkörpern oder sonstigen Störungen im Gleitbereich weiterhin gewährleistet ist, daß die Gleisteile aufeinander gleiten können. Das Gleitmittel stellt dabei einen zumindest bereichsweisen Überzug über den Gleitstuhl dar, so daß die nach dem Stand der Technik erforderlichen Aussparungen und Rahmen für das Gleitmittel nicht erforderlich sind.

Die Eigenschaft "hart" soll zum Ausdruck bringen, daß das Material härter als Stahl ist und daß vorzugsweise das Gleitmittel insbesondere eine Beeinträchtigung durch Umwelt­ einflüsse nicht erfährt.

In Ausgestaltung der Erfindung werden die miteinander wechselwirkenden, insbesondere aufeinander gleitenden Bereiche zumindest bereichsweise mit dem Gleitmittel überzogen, wobei z. B. ein partielles Verschweißen des Gleitmittels auf dem Gleitstuhl erfolgt. Hierdurch bedingt wird dem überwiegend eine spröde Eigenschaft aufweisenden harten Werkstoff durch Verbindung mit dem Gleitstuhl in Art eines "Verbundwerkstoffes" die Elastizität des Grundwerkstoffes, also des Stahls übertragen, so daß hiermit die mit der Spröde verbundenen Nachteile vermieden werden.

Selbstverständlich kann auch die dem Gleitstuhl zugewandte Fläche des Gleitblechs mit einem Gleitmittel versehen sein.

Vorzugsweise bildet jedoch die Gleitstuhlfläche den härteren Teil der Paarung Gleitstuhl - Gleitblech. Letzteres kann dabei aus einem rostfreien oder z. B. durch einen Überzug rostgeschützten Stahlblech gebogen sein, wobei zumindest die dem Gleitstuhl zugewandte Fläche weicher als das auf dem Gleitstuhl aufgebrachte Gleitmittel ist.

In weiterer hervorzuhebender Ausgestaltung ist zwischen dem Gleitblech und dem Schienenfuß eine lsolierung vorhanden, die gegebenenfalls als Überzug vorgesehen sein kann, um eine durch die elektrochemische Spannungsreihe zwischen den Materialien Gleitblech/Weiche bedingte Zerstörung des Schienenfußes zu unterbinden. Die Isolierung soll gleichzeitig als Rostschutz und zur Verbindung eines Klappern des Gleitblechs dienen. Ein entsprechend isolierendes, geräuschdämpfendes und rost­ schützendes Material kann eine Bitumenlösung sein, wie es unter der Bezeichnung Inertol 49 W der Firma Sika-Chemie angeboten wird.

Sollte aufgrund der verwendeten Materialien ein unmittelbares Auftragen des Gleitmittels nicht erfolgen können, z. B. dann, wenn das Gleitmittel auf dem Bereich nicht haften würde, so ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, daß zwischen dem Gleitmittel und dem Bereich eine Mittler- wie Haftschicht (Puffer) angeordnet ist.

Sofern das Auftragen des harten Werkstoffes bei hohen Temperaturen erfolgt, ist nach einer hervorzuhebenden Ausgestaltung der Erfindung das verwendete Gleismaterial randentkohlt, um die bei hohen Auftragstemperaturen auftretende Martensitbildung zu vermeiden. Dies trifft insbesondere bei Schienenstählen mit einem hohen Kohlenstoffgehalt (0,5 bis 0,8% C) auf.

Um die im Zusammenhang mit einer erforderlichen Wärmebe­ handlung der Gleisteile normalerweise verbundene Oxidausbildung auf der Oberfläche zu unterbinden, die die Verbindung zwischen dem Gleitmittel und dem Gleismaterial negativ beeinflussen könnte, ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die mit den Gleitmitteln versehenen Gleisteile in einer Schutzgasatmosphäre wärmebehandelt sind.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das harte, Notlaufeigenschaften aufweisende Gleitmittel in poröser Form auf den Gleitstuhl bzw. die aufeinander gleitenden Bereiche aufgebracht ist, wobei vorzugsweise in den sich dabei ausbildenden Freiräumen in dem Gleitmittel ein Schmierstoff- oder Unterrostungsschutz eingebracht ist. Auch kann vorgesehen werden, daß die das Gleitmittel nicht aufweisenden Bereich durch z. B. Verzinkung rostgeschützt sind.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß das harte Gleitmittel mit Molybdän überzogen ist oder dieses enthält, das vorzugsweise durch Plasma- oder Flammspritzen auf die Gleisteile aufgebracht wird. Dabei wird das Molybdän in kleinen Partikeln in flüssiger Phase auf die Werkstoffoberfläche aufgetragen, was zu einem partiellen "Verbinden" (Verklammern) zwischen dem Molybdän und dem Schienenstahl führt. Erwähnter­ maßen wird die bei einem hohen Kohlenstoffgehalt aufweisenden Schienenteilen normalerweise sich ausbildende dünne Martensitschicht (3-5 µm) dadurch ausgeschlossen, daß die mit dem Molybdän zu versehenen Bereiche eine leichte Randent­ kohlung aufweisen.

Bei Plasmaspritzen wird das Molybdän in leicht poröser Form aufgetragen. Durch die Porösität des Werkstoffes ergibt sich dann ein Verhalten des Gleitmittels wie das des Schienenwerk­ stoffes, wenn die Gleitmittelschicht eine Stärke von in etwa 0,1- 1 mm, vorzugsweise 0,2-0,4 mm aufweist. In die Freiräume des Molybdäns kann dann ein dauerhafter Schmierstoff eingebracht werden, der gleichzeitig als Unterrostungsschutz dienen könnte.

Als Gleitmittel eignen sich auch ternäre und quaternäre Legierungen aus Co- oder Ni-Basis mit Zusätzen wie Mo, Cr und Si (Handelsname Tribaloy).

Nach einer weiteren hervorzuhebenden Ausgestaltung der Erfindung weist das Gleitmittel austenitisches Gußeisen insbesondere mit Kugelgraphit (GGG) auf oder besteht aus diesem, wobei es Nickel- und Chromanteile umfassen sollte. Als besonders bevorzugt ist ein austenitisches Gußeisen mit Kugelgraphit mit der Bezeichnung GGG-NiCr 20 2 zu bezeichnen, dessen Zusammensetzung durch einen Kohlenstoffmassenanteil von maximal 3%, einem Siliziummassenanteil von 1,5 bis 3%, einem Manganmassenanteil von 0,5 bis 1,5%, einem Nickelanteil von 18 bis 22% und einem Chromanteil von 1,0 bis 2,5% charakterisiert ist.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung in einem Weichenbereich,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch einen Gleitstuhl mit Weichenzungen und

Fig. 3 eine im Vergleich zu Fig. 2 um 90° gedrehte Schnittdar­ stellung.

In der Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung im Bereich einer Weiche gezeichnet, die als wesentliche Bestandteile eine Zungenschiene (10), eine Backenschiene (12) sowie einen Gleitstuhl (14) umfaßt, der von einer Rippenplatte (16) ausgeht, die ihrerseits z. B. auf eine Schienenschwelle (18) über Befestigungselemente (20) und (22) angeschraubt ist. Die Zungenschiene (10) ist nun beweglich zur Backenschiene (12) angeordnet, um in Abhängigkeit ihrer Stellung die durch die Weiche gewünschte Fahrtrichtung zu bestimmen.

Erfindungsgemäß ist die Fläche des Zungenschienenfußes (11) mit einem auch als Gleitschuh zu bezeichnenden Gleitblech (24) versehen, das - wie die Darstellung nach den Fig. 2 und 3 eindeutig erkennen lassen - den Bereich des Schienenfußes (11) vollständig gegenüber der Gleitstuhlfläche (15) abschirmt, so daß von der Zungenschiene (10) abfließende bzw. abtropfende Flüssigkeit seitlich von dem Gleitstuhl (14) weggeführt wird. Dadurch ist gewährleistet, daß in der Flüssigkeit vorhandenes Rost nicht auf der Gleitstuhlfläche (15) abgelagert werden kann.

Die Fig. 2 und 3 verdeutlichen diese die Erfindung besonders kennzeichnenden Merkmale, wobei für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen benutzt worden sind.

Das Gleitblech (24), das in Draufsicht Rechteckform zeigt, weist erste Abkantungen (32) und (34) sowie zweite Abkantungen (36) und (38) auf. Die ersten Abkantungen (32) und (34) erstrecken sich entlang der in der Zeichnung vertikal verlaufenden Längsränder (40) und (42) des Schienenfußes (11), wohingegen die zweiten Abkantungen (36) und (38) sich entlang der Längsränder (44) und (46) des Gleitstuhls (14) erstrecken. Die Länge der ersten und zweiten Abkantungen (32) und (34) bzw. (36) und (38) ist so gewählt, daß erwähntermaßen die Weichenzunge (10) in einem Umfang gegenüber dem Gleitstuhl (14) abgeschirmt ist, daß von dem Schienenfuß (11) entlang der Längsränder (40) und (42) fließende Flüssigkeit nicht auf die Gleitstuhlfläche (15) gelangen kann, sondern entlang der Innenflächen der Abkantungen (32) und (34) und sodann über die Außenflächen der Abkantungen (36) und (38) nach außen vom Gleitstuhl (14) weg abgeleitet wird. Bevorzugterweise erstrecken sich daher die Abkantungen (32) und (34) seitlich über die Längsränder (44) und (46) des Schienenstuhls (14) hinaus, wie die Fig. 3 verdeutlicht. Die Abkantungen (32) und (34) weisen dabei bevorzugt in Seitenansicht eine Trapezform auf.

Um ein sicheres Befestigen der Gleitplatte bzw. des Gleitstuhls (24) am Schienenfuß (11) zu gewährleisten, können von den Abkantungen (32) und (34) bereichsweise Spannelemente (48) und (50) ausgehen, die sich an dem Gleitstuhl (14) abgewandten Bereichen (52) und (54) des Schienenfußes (11) abstützen. Dabei können die Spannelemente (48) und (50) beliebig ausgebildet sein. So verdeutlicht die Fig. 1, daß sich von der Abkantung (32) ein Federelement (28) erstreckt, das jedoch nicht notwendigerweise Teil der Abkantung (32) sein muß.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zumindest der Bereich des Gleitstuhls (14), auf dem das Gleitblech (24) gleitet, mit einem harten, Notlaufeigenschaften aufweisenden Gleitmittel versehen ist.

Der diesbezügliche Bereich ist mit dem Bezugszeichen (26) gekennzeichnet und zeichnerisch durch eine besondere Schraffur verdeutlicht. Bei dem Gleitmittel handelt es sich vorzugsweise um GGG-NiCr 20 2, kann aber auch im Plasma- oder Flammspritz­ verfahren aufgebrachtes Molybdän sein.

Bei Verwendung von Molybdän würde durch den hohen Schmelzpunkt (ca. 2610°C) bedingt bei einem einen hohen Kohlenstoffanteil aufweisenden Stahl des Gleitstuhls (14) in einer Oberflächenschicht der Größenordnung 3-5 µm eine unerwünschte Martensitbildung erfolgen. Um dies zu vermeiden, ist die Oberfläche des Gleitstuhls (14) leicht randentkohlt. Der diesbezügliche Bereich ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen (30) versehen, wobei zu bemerken ist, daß die Darstellung rein schematisch verdeutlichen soll, in welchen Bereichen das harte Gleitmittel aufgetragen bzw. das Schienenmaterial randentkohlt ist, ohne daß hierdurch Rückschlüsse auf die Schichtdicken erlaubt sind. Vielmehr sollte die Gleitschicht (26) bei der Verwendung von Molybdän als hartes, Notlaufeigenschaften aufweisendes Gleitmittel eine Stärke von in etwa 0,1-1 mm, vorzugsweise von 0,2-0,4 mm nicht überschreiten, um zu erreichen, daß der spröde Werkstoff Molybdän durch die bei der erwähnten Schichtdicke vorhandene Porösität bedingt die Eigenschaft des Schienenwerkstoffes übernehmen kann, so daß die Gleitschichten (26) dessen Elastizitätseigenschaften zeigt.

Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß zwischen dem Gleitblech (24) und dem Schienenfuß (11) ein isolierendes, geräuschdämmendes und rostschützendes Medium vorzugsweise in Form eines dauerelastischen Materials vorhanden sein kann, um aufgrund des unterschiedlichen elektrochemischen Potentials zwischen Gleitblech und Schienenfuß zu vermeiden, daß dieser zerstört wird. Gleichzeitig erfolgt hierdurch ein Rostschutz, und zwar zum einem dadurch, daß der Raum zwischen Blech und Fuß ausgefüllt ist, und zum anderen durch die Materialeigenschaft selbst. Ferner bewirkt das dauerelastische Material eine Geräuschreduzierung.

Claims (18)

1. Gleitstuhl mit auf diesem verschiebbaren Schienenabschnitt wie Weichenzungenabschnitt, der in dem mit der Gleitstuhl­ oberfläche wechselwirkendem Bereich mit einem erste und zweite Abkantungen aufweisenden Gleitblech versehen ist, die sich zumindest teilweise zum einen entlang des Schienenfußes und zum anderen entlang der Längsränder des Gleitstuhls erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß sich die den Schienenfuß (11) erfassenden ersten Abkantungen (32, 34) zumindest über die gesamte Breite des Gleitstuhls (14) und die die Seitenränder (44, 46) des Gleitstuhls erfassenden zweiten Abkantungen (36, 38) über zumindest die gesamte Schienenfußbreite erstrecken.

2. Gleitstuhl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ersten Abkantungen (32, 34) über die Seitenränder (36, 38) des Gleitstuhls (14) hinauserstrecken.

3. Gleitstuhl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest von einer der ersten Abkantungen (32, 34) ein sich gegen den Schienenfuß (11, 52, 54) abstützendes Spannelement (28, 48, 50) ausgeht oder ein Teil von dieser ist.

4. Gleitstuhl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Abkantungen (32, 34) zumindest bereichsweise an der dem Gleitstuhl (14) abgewandten Fläche (52, 54) des Schienenfußes (11) anliegen.

5. Gleitstuhl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitblech (24) auf einem Bereich des Gleitstuhls (14) gleitbar ist, der mit einem harten, Notlaufeigenschaften aufweisenden Gleitmittel (26) versehen ist, das bündig oder nahezu bündig zur Gleitstuhloberfläche abschließt.

6. Gleitstuhl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel (26) mit dem Gleitstuhl (14) verschweißt oder durch Plasma- oder Flammspritzverfahren aufgebracht ist und Molybdän oder ternäre oder quaternäre Legierungen auf Co- oder Ni-Basis gegebenenfalls mit Zusätzen wie Mo, Cr und/oder Si beinhaltet.

7. Gleitstuhl nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel (26) nichtrostendes austenitisches Gußeisen insbesondere mit Kugelgraphit (GGG) enthält oder aus diesem besteht.

8. Gleitstuhl nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel (26) austenitisches Gußeisen mit Kugelgraphit (GGG) mit Ni- und Cr-Anteilen ist oder aus diesem besteht.

9. Gleitstuhl nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ni-Anteil 18,0 bis 22,0% und der Cr-Anteil 1,0 bis 2,5% des GGG-Gleitmittels (26) ist.

10. Gleitstuhl nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Gleitmittel (26) versehenen Bereiche (30) randentkohlt sind.

11. Gleitstuhl nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitstuhl (14) in einer Schutzgasatmosphäre wärmebehandelt ist.

12. Gleitstuhl nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel (26) in poröser Form aufgebracht ist.

13. Gleitstuhl nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in in dem Gleitmittel (26) vorhandenen Freiräumen ein Schmierstoff und/oder ein Unterrostungsschutz für die Gleisteile (10, 12) eingebracht ist.

14. Gleitstuhl nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gleitmittel (26) nicht aufweisenden Bereiche durch vorzugsweise Verzinken rostgeschützt sind.

15. Gleitstuhl nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Gleitmittels zwischen 0,1 und 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 bis 0,4 mm liegt.

16. Gleitstuhl nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem mit dem Gleitmittel (26) versehenen Bereich und diesem eine Mittler- wie Haftschicht vorhanden ist.

17. Gleitstuhl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitblech (24) auf der dem Gleitstuhl (14, 15) zugewandten Fläche weicher als das Gleitmittel (26) ist.

18. Gleitstuhl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gleitblech (24) und dem Schienenfuß (11) ein Isoliermittel vorhanden ist.