EP0363349A2 - Herzstück mit Herzspitze aus gegossenem Hartmanganstahl - Google Patents

Herzstück mit Herzspitze aus gegossenem Hartmanganstahl Download PDF

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EP0363349A2
EP0363349A2 EP89890258A EP89890258A EP0363349A2 EP 0363349 A2 EP0363349 A2 EP 0363349A2 EP 89890258 A EP89890258 A EP 89890258A EP 89890258 A EP89890258 A EP 89890258A EP 0363349 A2 EP0363349 A2 EP 0363349A2
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EP
European Patent Office
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frog
sleepers
centerpiece
webs
cast
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EP89890258A
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Johannes Rainer Dipl.-Ing. Oswald
Helmut Jäger
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Voest Alpine Maschinenbau GmbH
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Voest Alpine Maschinenbau GmbH
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B7/00—Switches; Crossings
    • E01B7/10—Frogs

Definitions

  • the invention relates to a heart with a heart tip made of cast manganese steel, in which a part of the wing rail is cast onto the heart tip in the overflow area.
  • Composite heart pieces with heart tips made of cast manganese steel are known in different designs. It is known, for example, to cast part of the wing splints with the heart tip in the overflow area and to place such heart tips on the foot of the wing splints. Different designs of composite heart pieces of this type also result in relation to the connection to the connecting rails and it is known to screw such heart pieces to the connecting rails. In recent times, it has also become known to weld hard manganese steel frogs to connecting rails. A construction of the type mentioned at the outset can be found, for example, in US Pat. No. 4,081,162, in which the hard manganese steel core is screwed to the connecting rails with partially cast-on wing rails.
  • a closed profile was chosen to improve the load-bearing capacity and the known centerpiece has a continuous base plate.
  • the centerpiece was in turn supported on the foot of the wing rails, the design of the base plate additionally also making it possible, at least in part, to support sleepers or base plates. Due to the rolling tolerances, however, a wing rail cannot now be manufactured with sufficient precision in order to form a perfect contact surface for a centerpiece. The height of the tip of such a frog is therefore always dependent on the rolling tolerances of the base of the wing rail and complex fitting work is required to fit such a frog.
  • the design of the centerpiece according to the invention essentially consists in the fact that the cast part has transverse webs in the area of the sleepers, which webs can be supported directly on the sleepers or underlay plates, and that the cast part can be supported only on the sleepers on the sleepers .
  • the fact that a continuous base plate is avoided and only transverse webs are provided in the area of the sleepers allows the height of the tip to be set exactly, while at the same time ensuring a low weight of the centerpiece or of the cast part.
  • the training is so designed that the centerpiece can only be supported on the sleepers via the webs or with the interposition of base plates on the sleepers.
  • the webs create a structurally favorable design, in which a closed cross section is produced with a favorable force fit.
  • Such a centerpiece can be welded to connecting rails in a particularly advantageous manner in a manner known per se, as a result of which the risk of breakage which can occur when the tip is screwed to connecting rails in the area of the screw connection is avoided.
  • Such welding simultaneously leads to a substantial reduction in the overall length and thus to a further reduction in weight. Since the casting is relatively small, it can be produced in excellent quality by casting.
  • the design is such that the casting with the wing rails is designed as a spacer or carries spacers. Due to the exact determination of the height of the frog and in particular the frog tip, exact compliance with the height tolerances of the connected wing rails can also be achieved on the basis of such chucks or spacers.
  • the training is such that it is not the wing splints that carry the pieces, but rather the heart is supported directly and independently of the wing splints, such a precise fixing of the heart piece being able to be used if necessary to adhere to the exact positioning of the wing rails.
  • the design is made in a particularly preferred manner in such a way that the cast part is shorter and that welded connection rails are welded together to the cast part.
  • FIG. 1 shows a plan view of a first embodiment of a heart piece according to the invention with a heart tip made of cast hard manganese steel; 2 shows a section along the line II-II in the longitudinal direction through the heart according to FIG. 1; 3 to 9 sections along the lines III-III to IX-IX through the heart according to FIG. 1 in different cross-sectional areas; 10 shows a plan view of a second embodiment of a heart piece according to the invention; and FIG. 11 shows a section along the line XI-XI in the longitudinal direction through the centerpiece according to FIG. 10, wherein in the embodiment according to FIG. 10, cuts in different cross-sectional areas are provided analogously to the configuration according to FIG the Lines III-III to VII-VII in Fig.10 take place and correspond to the sections shown in Fig.3 to 7.
  • FIG. 1 denotes a heart made of hard manganese steel, which has a heart tip 2 and a part 3 of the wing rails is cast onto the heart tip in the overflow area.
  • wing rails 4 are indicated in FIG. 1, which, in contrast to the heart 1 made of hard manganese steel and cast, of standard-quality rail profiles, i.e. made of steel, which is generally used for rails.
  • the centerpiece 1 is welded at its end 5 to connecting rails 6, whereby an uninterrupted running edge profile is achieved by this welding and the centerpiece can be made shorter and thus lighter and less expensive due to the smaller space requirement for welding with the connecting rails 6 compared to a screw connection.
  • the centerpiece 1 and the wing rails 4 are supported by schematically indicated sleepers 7, optionally with the interposition of base plates.
  • the centerpiece 1 carries 4 spacers 8 in the areas of the screw connection with the wing rails, which are shown in detail in the following figures.
  • the center piece is again designated by 1 and it is clear that the wing rails 4 have an essentially normal rail profile, with only the area of the rail foot 12 facing the center piece correspondingly can be edited.
  • the centerpiece 1 has an open cross-section, with webs 9 running only in the area of the support on sleepers or base plates transverse to the longitudinal direction of the centerpiece 1, as can be clearly seen in FIGS. 5, 7 and 8.
  • essentially vertical webs 13 of the frog are not supported on the rail foot 12 of the wing rails 4, but at most come into contact with them, so that the frog 1 is supported only via the webs 9 on sleepers (not shown).
  • the height of the tip of the heart 2 and the cast-on wing rails 3 can be set exactly and cumbersome fitting work of the centerpiece when the webs 13 are supported on rail profiles of the wing rails 4 and in particular the rail foot 12 that can only be produced with relatively large tolerances can be avoided.
  • the frog 1 is screwed to the adjacent wing rails 4 through the openings or bores 11 in the frog, the frog is designed as a spacer from the adjacent wing rails 4, this being done by providing corresponding spacers 8 or by a corresponding design of projections.
  • the screw connection to the wing rails 4 takes place through bores or perforations 14 in the web of the wing rail profile 4, the spacers 8 in the area of this screw connection having a shape partially adapted to the inner profile of the web of the wing rails 4, as can be seen in FIGS 8 is clearly visible.
  • the frog 1 has, as mentioned above, essentially perpendicular webs 13, which are arranged at a distance from the web of the wing rails 4.
  • the driving groove (s) provided in the centerpiece is (are) denoted by 15 in FIGS. 4 to 8.
  • the centerpiece is shortened compared to the embodiment shown in FIG. 1, the reference numbers in FIGS. 1 to 9 being retained for identical components.
  • the centerpiece 1 with the heart tip 2 and the wing rails 3 cast on in the overflow area is in turn made of hard manganese steel and welded at its end 5 to the welded-together connecting rails 6.
  • the welding to the welded-together connecting rails, which only merge into two separate connecting rails 6 at a distance from the end 5 of the frog 1, enables a greatly shortened design of the frog 1.
  • the centerpiece 1 in turn has transverse webs 9 provided only in the area of the sleepers 7, as can be seen in particular from FIG. 11.
  • spacers 8 of the frog 1 are again provided.
  • the fact that the frog 1 is supported only via webs 9 provided in the area of the sleepers and not on the rail foot of the wing rails 4 enables the heart tip and the running edge course of the cast-on wing rail regions 3 to be positioned exactly.
  • wing rails 3 Due to the partial casting of the wing rails 3 in the overflow area to the centerpiece 1, rail profiles made of hard manganese steel can be dispensed with, so that the wing rails 4, as already mentioned in detail above, can be formed with a substantially standard rail profile from a standard steel.

Abstract

Bei einem Herzstück (1) mit einer Herzspitze (2) aus gegossenem Hartmanganstahl, bei welchem im Überlaufbereich ein Teil der Flügelschiene (3) an die Herzspitze (2) angegossen ist, weist das Herzstück (1) quer verlaufende Stege (9) im Bereich der Schwellen auf, wobei die Stege (9) unmittelbar an den Schwellen oder Unterlagsplatten abstützbar sind, und das Herzstück (1) ausschließlich über die Stege (9) an den Schwellen abgestützt wird, wodurch bei hoher Stabilität und kleinen Abmessungen des Herzstückes eine hohe Präzision der Lage der Fahrkanten und der Herzstückspitze (2) ohne aufwendige Einpassarbeiten erzielt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Herzstück mit Herzspitze aus gegossenem Hartmanganstahl, bei welchem im Überlaufbe­reich ein Teil der Flügelschiene an die Herzspitze angegossen ist.
  • Verbundherzstücke mit Herzspitzen aus gegossenem Hartmangan­stahl sind in unterschiedlichen Ausbildungen bekannt. Es ist beispielsweise bekannt, im Überlaufbereich einen Teil der Flügelschienen mit der Herzspitze mitzugießen und derartige Herzspitzen auf den Fuß der Flügelschienen aufzusetzen. Unterschiedliche Ausbildungen von Verbundherzstücken dieser Art ergeben sich auch in bezug auf die Verbindung mit den Anschlußschienen und es ist bekannt, derartige Herzstücke mit den Anschlußschienen zu verschrauben. In jüngerer Zeit ist es auch bekannt geworden, Hartmanganstahl-Herzstücke mit An­schlußschienen zu verschweißen. Eine Konstruktion der ein­gangs genannten Art ist beispielsweise der US-PS 4 081 162 zu entnehmen, bei welcher das Hartmanganstahl-Herzstück mit teilweise angegossenen Flügelschienen mit den Anschlußschie­nen verschraubt ist. Bei dieser bekannten Ausbildung eines Herzstückes wurde zur Verbesserung der Belastbarkeit ein geschlossenes Profil gewählt und das bekannte Herzstück weist eine durchgehende Bodenplatte auf. Zur Festlegung des Herz­stückes wurde das Herzstück wiederum am Fuß der Flügelschie­nen abgestützt, wobei die Ausbildung der Bodenplatte zusätz­lich zumindest teilweise auch eine Abstützung an Schwellen oder Unterlagsplatten ermöglichte. Bedingt durch die Walz­toleranzen kann aber nun eine Flügelschiene nicht mit hin­reichender Präzision hergestellt werden, um eine einwandfreie Auflagefläche für ein Herzstück auszubilden. Die Höhenlage der Spitze eines derartigen Herzstückes ist daher immer von den Walztoleranzen des Fußes der Flügelschiene abhängig und es sind zum Einpassen eines derartigen Herzstückes aufwendige Einpassarbeiten erforderlich.
  • Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Herzstück der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bei hoher Stabilität und kleinen Abmessungen sowie geringem Gewicht ohne aufwendige Einpassarbeiten eingebaut werden kann und gleichzeitig eine hohe Präzision der Lage der Fahrkanten und der Herzstück­spitze gewährleistet. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Ausbildung des Herzstückes im wesentlichen darin, daß der Gußteil quer verlaufende Stege im Bereich der Schwellen aufweist, welche Stege unmittelbar an den Schwellen oder Unterlagsplatten abstützbar sind, und daß der Gußteil ausschließlich über die Stege an den Schwellen abstützbar ist. Dadurch, daß eine durchgehende Bodenplatte vermieden wird und lediglich quer verlaufende Stege im Bereich der Schwellen vorgesehen sind, läßt sich die Höhenlage der Spitze exakt einstellen, wobei gleichzeitig ein geringes Gewicht des Herzstückes bzw. des Gußteiles sichergestellt ist. Um die eingestellte Höhenlage unabhängig von den Walztoleranzen des Schienenfußes der Flügelschienen zu halten, ist die Ausbil­dung hiebei so getroffen, daß das Herzstück ausschließlich über die Stege an den Schwellen bzw. unter Zwischenschaltung von Unterlagsplatten an den Schwellen abstützbar ist. Durch die Stege wird hiebei gegenüber offenen Querschnitten eine statisch günstige Ausbildung geschaffen, bei welcher ein ge­schlossener Querschnitt mit günstigem Kraftschluß erzeugt wird. Ein derartiges Herzstück kann in besonders vorteil­hafter Weise in an sich bekannter Weise mit Anschlußschienen verschweißt werden, wodurch die Bruchgefahr, wie sie bei der Verschraubung der Spitze mit Anschlußschienen im Bereich der Verschraubung auftreten kann, vermieden wird. Eine derartige Verschweißung führt gleichzeitig zu einer wesentlichen Verkürzung der Baulänge und dadurch zu einer weiteren Ge­wichtsreduktion. Da das Gußstück relativ klein ist, kann es gießtechnisch in ausgezeichneter Qualität erzeugt werden.
  • In besonders vorteilhafter Weise ist die Ausbildung so getroffen, daß der Gußteil im Bereich der Verschraubung mit den Flügelschienen als Distanzstück ausgebildet ist oder Distanzstücke trägt. Auf Grund der exakten Festlegung der Höhenlage des Herzstückes und insbesondere der Herzstück­spitze kann auf Grund derartiger Futterstücke bzw. Distanz­stücke auch eine exakte Einhaltung der Höhentoleranzen der angeschlossenen Flügelschienen erzielt werden. Die Ausbildung ist hiebei zum Unterschied vom vorbekannten Stand der Technik so getroffen, daß nicht etwa die Flügelschienen die Herstücke tragen, sondern daß vielmehr das Herzstück unmittelbar und unabhängig von den Flügelschienen abgestützt wird, wobei eine derartige präzise Festlegung des Herzstückes gegebenenfalls mit dazu verwendet werden kann, die exakte Positionierung der Flügelschienen einzuhalten.
  • Für eine weitere Verkürzung des Herzstückes bzw. des Guß­teiles aus Harmanganstahl und damit verbunden einer weiteren Verminderung des Gewichtes, ist die Ausbildung in besonders bevorzugter Weise so getroffen, daß der Gußteil kürzer ausge­bildet ist, und daß zusammengeschweißte Anschlußschienen ge­meinsam an den Gußteil angeschweißt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig.1 eine Draufsicht auf eine erste Ausfüh­rungsform eines erfindungsgemäßen Herzstückes mit einer Herzspitze aus gegossenem Hartmanganstahl; Fig.2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Längsrichtung durch das Herzstück gemäß der Fig.1; die Fig.3 bis 9 Schnitte längs der Linien III-III bis IX-IX durch das Herzstück gemäß der Fig.1 in unterschiedlichen Querschnittsbereichen; Fig.10 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines erfindungs­gemäßen Herzstückes; und Fig.11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI in Längsrichtung durch das Herzstück gemäß der Fig.10, wobei bei der Ausführungsform gemäß der Fig.10 analog zu der Ausbildung gemäß der Fig.1 Schnitte in unterschiedlichen Querschnittsbereichen vorgesehen sind, welche längs der Linien III-III bis VII-VII in Fig.10 erfolgen und den in Fig.3 bis 7 gezeigten Schnitten entsprechen.
  • In Fig.1 ist mit 1 ein Herzstück aus Hartmanganstahl be­zeichnet, welches eine Herzspitze 2 aufweist und wobei im Überlaufbereich ein Teil 3 der Flügelschienen an die Herz­spitze angegossen ist. Weiters sind in Fig.1 Flügelschienen 4 angedeutet, welche im Gegensatz zu dem aus Hartmanganstahl bestehenden und gegossenen Herzstück 1 von Schienenprofilen in Standardgüte, d.h. aus einem Stahl, welcher allgemein für Schienen Verwendung findet, bestehen. Das Herzstück 1 ist an seinem Ende 5 mit Anschlußschienen 6 verschweißt, wobei durch dieses Verschweißen ein ununterbrochener Fahrkantenverlauf erzielt wird und das Herzstück auf Grund des gegenüber einer Verschraubung geringeren Platzbedarfes für ein Verschweißen mit den Anschlußschienen 6 kürzer und somit leichter und kostengünstiger ausgebildet werden kann. Das Herzstück 1 sowie die Flügelschienen 4 werden durch schematisch ange­deutete Schwellen 7 gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Unterlagsplatten abgestützt. Das Herzstück 1 trägt in den Bereichen der Verschraubung mit den Flügelschienen 4 Distanz­stücke 8, welche in den nachfolgenden Figuren im Detail dargestellt sind.
  • Bei dem in Fig.2 dargestellten Schnitt durch das Herzstück 1 wird deutlich, daß dieses als Hohlprofil ausgebildet ist, wobei für eine Abstützung des Herstückes an den Schwellen gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Unterlagsplatten im Bereich der Schwellen quer zur Längsrichtung des Herz­stückes verlaufende Stege 9 vorgesehen sind. Für eine Erhö­hung der Stabilität des Herzstückes 1 sind dabei weitere Querrippen 10 angedeutet. In Fig.2 sind weiters Bohrungen 11 für eine Verschraubung des Herzstückes mit den anliegenden bzw. zusammenwirkenden Flügelschienen 4 dargestellt.
  • Bei den in den Fig.3 bis 9 dargestellten Schnitten in den unterschiedlichen Bereichen ist das Herzstück jeweils wie­derum mit 1 bezeichnet und es ist deutlich, daß die Flügel­schienen 4 ein im wesentlichen normales Schienenprofil aufweisen, wobei lediglich der dem Herzstück zugewandte Bereich des Schienenfußes 12 entsprechend bearbeitet sein kann. Das Herzstück 1 weist einen offenen Querschnitt auf, wobei jeweils nur im Bereich der Auflage auf Schwellen bzw. Unterlagsplatten quer zur Längsrichtung des Herzstückes 1 verlaufende Stege 9 vorgesehen sind, wie dies in den Fig.5, 7 und 8 deutlich ersichtlich ist. Jeweils im wesentlichen in vertikaler Richtung verlaufende Stege 13 des Herzstückes sind dabei nicht am Schienenfuß 12 der Flügelschienen 4 abge­stützt, sondern gelangen höchstens in Anlage an diese, so daß die Abstützung des Herzstückes 1 lediglich über die Stege 9 an nicht näher dargestellten Schwellen erfolgt. Dadurch kann die Höhe der Herzspitze 2 sowie der angegossenen Flügelschie­nen 3 exakt eingestellt werden und es können umständliche Einpassarbeiten des Herzstückes bei einer Auflage der Stege 13 an nur mit relativ großen Toleranzen herstellbaren Schie­nenprofilen der Flügelschienen 4 und insbesondere des Schie­nenfußes 12 vermieden werden. Im Bereich der Verschraubung des Herzstückes 1 mit den anliegenden Flügelschienen 4 durch die Durchbrechungen bzw. Bohrungen 11 im Herzstück ist das Herzstück als Distanzstück zu den anliegenden Flügelschienen 4 ausgebildet, wobei dies durch Vorsehen entsprechender Distanzstücke 8 oder durch eine entsprechende Ausbildung von Vorsprüngen vorgenommen wird. Die Verschraubung mit den Flügelschienen 4 erfolgt dabei durch Bohrungen bzw. Durchbre­chungen 14 im Steg des Flügelschienenprofiles 4, wobei die Distanzstücke 8 im Bereich dieser Verschraubung eine teil­weise an das Innenprofil des Steges der Flügelschienen 4 angepaßte Form aufweisen, wie dies aus den Fig.7 und 8 deutlich ersichtlich ist. In Querschnittsbereichen, in welchen keine Verschraubung des Herzstückes 1 mit den Flügel­schienen 4 erfolgt, weist das Herzstück 1, wie oben erwähnt, im wesentlichen senkrecht verlaufende Stege 13 auf, welche in Abstand vom Steg der Flügelschienen 4 angeordnet sind. Die im Herzstück vorgesehene Fahrrille(n) ist (sind) in den Fig.4 bis 8 mit 15 bezeichnet.
  • In der in den Fig.10 und 11 dargestellten zweiten Ausfüh­rungsform ist das Herzstück gegenüber der in Fig.1 darge­stellten Ausführung verkürzt ausgebildet, wobei die Bezugs­zeichen der Fig.1 bis 9 für gleiche Bauteile beibehalten wurden. Das Herzstück 1 mit der Herzspitze 2 sowie den im Überlaufbereich angegossenen Flügelschienen 3 ist wiederum aus Hartmanganstahl ausgebildet und an seinem Ende 5 mit den zusammengeschweißten Anschlußschienen 6 verschweißt. Durch die Verschweißung mit den zusammengeschweißten Anschluß­schienen, welche erst in Abstand vom Ende 5 des Herzstückes 1 in zwei getrennte Anschlußschienen 6 übergehen, wird eine stark verkürzte Ausbildung des Herzstückes 1 ermöglicht. Das Herzstück 1 weist wiederum nur im Bereich der Schwellen 7 vorgesehene quer verlaufende Stege 9 auf, wie dies insbeson­dere aus Fig.11 ersichtlich ist. Im Bereich der Verschraubung des Herzstückes 1 mit den Flügelschienen 4 aus einem Regel­schienenprofil sind dabei wiederum Distanzstücke 8 des Herzstückes 1 vorgesehen. Wie auch bei der ersten Ausfüh­rungsform kann dadurch, daß das Herzstück 1 nur über im Bereich der Schwellen vorgesehene Stege 9 und nicht am Schienenfuß der Flügelschienen 4 abgestützt ist, eine exakte Positionierung der Herzspitze und des Fahrkantenverlaufes der angegossenen Flügelschienenbereiche 3 erfolgen.
  • Die Schnitte längs den Linien III-III bis VII-VII der Fig.10 sind wiederum in den Fig.3 bis 7 dargestellt, wobei die obigen Ausführungen zu diesen Figuren auch für die zweite Ausführungsform des Herzstückes 1 gemäß den Fig.10 und 11 Gültigkeit haben.
  • Durch die sehr kurze Ausbildung des in den Fig.10 und 11 dargestellten Herzstückes wird das Gewicht desselben stark verringert und es kann gießtechnisch in sehr guter Qualität erzeugt werden.
  • Durch das teilweise Mitgießen der Flügelschienen 3 im Über­laufbereich an das Herzstück 1 kann auf Schienenprofile aus Hartmanganstahl verzichtet werden, so daß die Flügelschienen 4, wie oben bereits ausführlich erwähnt, mit im wesentlichen Regelschienenprofil aus einem Standardstahl ausgebildet sein können.

Claims (4)

1. Herzstück (1) mit Herzspitze (2) aus gegossenem Hartman­ganstahl, bei welchem im Überlaufbereich ein Teil der Flügel­schiene (3) an die Herzspitze (2) angegossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußteil quer verlaufende Stege (9) im Bereich der Schwellen aufweist, welche Stege (9) unmittelbar an den Schwellen oder Unterlagsplatten abstützbar sind, und daß der Gußteil ausschließlich über die Stege (9) an den Schwellen abstützbar ist.
2. Herzstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußteil im Bereich der Verschraubung mit den Flügelschienen (4) als Distanzstück ausgebildet ist oder Distanzstücke (8) trägt.
3. Herzstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußteil in an sich bekannter Weise mit Anschlußschie­nen (6) verschweißt ist.
4. Herzstück nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich­net, daß der Gußteil kürzer ausgebildet ist, und daß zusam­mengeschweißte Anschlußschienen (6) gemeinsam an den Gußteil angeschweißt werden.
EP19890890258 1988-10-04 1989-10-03 Herzstück mit Herzspitze aus gegossenem Hartmanganstahl Withdrawn EP0363349A3 (de)

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