EP1173642B1 - Zungenkasten für rillenschienenweichen - Google Patents

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EP1173642B1
EP1173642B1 EP00918563A EP00918563A EP1173642B1 EP 1173642 B1 EP1173642 B1 EP 1173642B1 EP 00918563 A EP00918563 A EP 00918563A EP 00918563 A EP00918563 A EP 00918563A EP 1173642 B1 EP1173642 B1 EP 1173642B1
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EP
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rail
box
welded
tongue
shaped section
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EP00918563A
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EP1173642A1 (de
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Johann Kogler
Bernhard Schusser
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Voestalpine Railway Systems GmbH
Original Assignee
Voestalpine VAE GmbH
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B7/00Switches; Crossings
    • E01B7/02Tongues; Associated constructions
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B9/00Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/02Fastening rails, tie-plates, or chairs directly on sleepers or foundations; Means therefor
    • E01B9/22Fastening on steel sleepers without clamp members
    • E01B9/24Fastening on steel sleepers without clamp members by keys

Definitions

  • the invention relates to a tongue box for grooved rails with a stock rail, a sliding plate and a Beischiene, wherein the sliding plate, a base plate and support plates are welded together and form a box-shaped profile
  • a tongue box is for example the DE 39 04 026 C2 refer to.
  • the stock rail, the slide plate, the Beischiene and the base plate are welded together, so that a stable box construction is achieved.
  • the invention now aims to use the advantages of a welded construction in terms of stability and still allow to use highly wear-resistant stock rails without having to sacrifice the stability of a welded construction.
  • the inventive design is that in the tongue box of the above-mentioned Galtung the Beischiene is welded to the box-shaped profile and that the stock rail by welded with the box-shaped profile and / or the base plate clamping pieces non-positively and positively with the box shaped profile is connected.
  • the inventive construction is made in this case that the clamping piece is designed as a collar, which is inserted through an opening of the rail web of the stock rail and connected to the box-shaped profile by shrink welding, and that the federal government of the collar bushing the opening of the web of the stock rail engages over the outside of the box-shaped profile outside.
  • a collar bushing which is inserted into a corresponding recess or opening of the rail web, it allows after a shrink welding not only the corresponding non-positive connection by pressing the federal government of the collar, but also to ensure the positive connection by inserting into the opening of the rail web, said the immediate welding between the poorly weldable material of the highly wear-resistant stock rails and the components of the box profile is avoided.
  • the welded joint can therefore be in be carried out conventionally without expensive heat treatment, the required stability is ensured. In a particularly simple way
  • the training can be further stiffened by the fact that the rail of the stock rail is overlapped by welded to the base plate plate-shaped clamping pieces.
  • Such plate-shaped clamping pieces can also cause an additional frictional connection due to the shrinkage process associated with the welding of the plates, so that the stability of the construction is further increased.
  • highly wear-resistant materials can be used as material for the stock rails, wherein preferably the formation is made so that the stock rail as head-hardened grooved rail made of steel with a C content of 0.6 - 0.9 wt.%, In particular 0.8 % By weight, and basic body strengths of 850-1050 N / mm 2 and head strength of 1100-1200 N / mm 2 , and in particular that of a R 800 or R 900 A natural hardened steel or HSHM or HSHM tempered steels HSH is used for the stock rails.
  • Such steels which have a carbon content of about 0.8% by weight, are only conditionally or not weldable at all and can only be made suitable for welding by special welding processes or by preheating preceding the welding, for example in a gas oven to about 500 degrees Celsius become or excrete for this application. By using clamping pieces such preheating can be omitted or an application can be ensured. Since no longitudinal seams, such as would occur by welding the rail to the base plate, are formed during the shrink-fit welding according to the invention, reworking by means of alignment is not necessary or only to a limited extent.
  • the good weldability of the box profile and to be welded with the box section clamping pieces is ensured by the Beischiene and the components of the welded box-shaped profile of good weldable structural steel, in particular the quality ST50, are made.
  • the box-shaped profile can be fully formed by using support plates before fixing the jaw rails by shrink welding the collar, for which advantageously the training is made so that the welded box-shaped profile from each other in cross-section parallel support plates and welded to the support plates sliding plate and the base plate parallel to the sliding plate, wherein the Beischiene is welded to one of the two support plates.
  • the determination of the jaw rails takes place here in a simple manner in that the collar bushing is connected to the Beischiene opposite support plate, wherein, in order to ensure a corresponding shrinkage effect and thus a corresponding frictional connection, advantageously the training is made such that the axial length the inserted on the stop of the collar at the web of the stock rail collar bushing is less than the width of the web of the stock rail, and that the annular gap between the collar bush and the support plate is closed by shrink welding. After solidification of the introduced into the annular gap in the form of a hole welding weld occurs by thermal contraction a corresponding clamping effect, which ensures the high stability and strength.
  • a tongue box 1 is shown, wherein in the plan view of the stock rail 2, the Beischiene 3, the base plate 4 and the slide plate 5 are visible.
  • the stock rail 1 is fixed to the base plate 4 welded to the base plate plate-shaped clamping pieces 6.
  • the groove rail profile of the stock rail 2 can be seen from a highly wear-resistant grooved rail material, wherein the plate-shaped clamping elements 6 overlap the rail foot 7 of the stock rail 2.
  • the rail web of the grooved rail 2 is designated here by 10.
  • the box-shaped profile consists of the base plate 4, the sliding plate 5, in which the tongue of the rail switch is slidably guided, as well as two vertically extending support plates 11 and 12.
  • the rail web 10 of the stock rail 2 has an opening 13, in which a collar bushing 14th is plugged in.
  • the collar bushing 14 is welded via a plug weld whose weld is denoted by 15, with one of the plate-shaped support members 12, wherein here a shrink welding is performed, which means that after the solidification of the weld the collar 16 of the collar sleeve 14, which the opening 13 of the rail web engages around the outside, is pressed non-positively against the rail bridge and thus the rail web force and form-fitting connects to the box section.
  • the Beischiene is again denoted by 3 and can be welded by conventional hole welding 17 with the main body of the box-shaped profile.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Zungenkasten für Rillenschienenweichen mit einer Backenschiene, einer Gleitplatte und einer Beischiene, wobei die Gleitplatte, eine Grundplatte und Stützplatten miteinander verschweißt sind und ein kastenförmiges Profil ausbilden
  • Ein Zungenkasten ist beispielsweise der DE 39 04 026 C2 zu entnehmen. Bei dieser bekannten Konstruktion sind die Backenschiene, die Gleitplatte, die Beischiene und die Grundplatte miteinander verschweißt, sodass eine stabile Kastenkonstruktion erzielt wird. Um eine derartige Verschweißung jedoch durchzuführen, ist es naturgemäß erforderlich entsprechend schweißbare Stähle zu verwenden, sodass hochverschleißfeste Stähle als Material für die Backenschiene nicht in Betracht kommen, wenn nicht eine aufwendige Wärmebehandlung in Kauf genommen werden muss.
  • Das Problem der mangelnden Schweißbarkeit entsprechend verschleißfester Stähle wurde bereits in der DE 33 43 239 C1 erkannt. Gemäß dieser älteren Zungenvorrichtung wurde ein Kastenprofil mit der Backenschiene verschraubt, wobei dies damit begründet wurde, dass Backenschienen mit dem erforderlichen speziellen Walzprofil üblicherweise einen durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von 0,6 Gew.% aufweisen, sodass eine Verschweißung nur nach ausreichender Vorwärmung durchgeführt werden kann. Selbst bei einer derartigen Vorwärmung und auch bei sorgfältig durchgeführter Schweißung besteht aber immer noch die Gefahr des Anrisses im Bereich der Backenschiene jeweils an den Enden der Grundplatten, weil in diesem Bereich die Schweißnaht eine Kerbwirkung ausübt. Um der Gefahr der Bildung weiterer Anrisse beim unvermeidlichen Richten des Zungenbereiches nach der Schweißung zu begegnen, wurde hier eine verschraubte Konstruktion gewählt.
  • Die Erfindung zielt nun darauf ab, die Vorteile einer verschweißten Konstruktion in Bezug auf die Stabilität zu nützen und es trotzdem zu ermöglichen hochverschleißfeste Backenschienen einzusetzen ohne dass auf die Stabilität einer Schweißkonstruktion verzichtet werden muss. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Ausbildung darin, dass bei dem Zungenkasten der eingangs genannten Galtung die Beischiene mit dem kastenförmigen Profil verschweißt ist und dass die Backenschiene durch mit dem kastenförmigen Profil und/oder der Grundplatte verschweißte Spannstücke kraft- und formschlüssig mit dem kasten-förmigen Profil verbunden ist. Dadurch, dass Spannstücke eingesetzt werden, welche in einer sogenannten Schrumpfverschweißung jeweils mit Bauteilen aus gutschweißbaren Materialien verschweißt werden können, wird eine kraft- und formschlüssige Verbindung gewährleistet, bei welcher die Gefahr einer Lockerung von Schrauben oder anderen lösbaren Bauteilen vermieden wird und alle Vorteile einer verschweißten Konstruktion in Bezug auf die Stabilität des Zungenkastens erzielt werden können.
  • Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Ausbildung hierbei so getroffen, dass das Spannstück als Bundbuchse ausgebildet ist, welche durch eine Durchbrechung des Schienenstegs der Backenschiene gesteckt ist und mit dem kastenförmigen Profil durch Schrumpfschweißung verbunden ist, und dass der Bund der Bundbuchse die Durchbrechung des Steges der Backenschiene an der dem kastenförmigen Profil abgewandten Außenseite übergreift. Eine derartige Bundbuchse welche in eine entsprechende Ausnehmung bzw. Durchbrechung des Schienensteges hindurchgesteckt wird, erlaubt es nach einem Schrumpfschweißen nicht nur die entsprechende kraftschlüssige Verbindung durch Anpressen des Bundes der Bundbuchse, sondern auch die formschlüssige Verbindung durch Einstecken in die Durchbrechung des Schienensteges zu gewährleisten, wobei die unmittelbare Verschweißung zwischen dem schlecht schweißbaren Material der hochverschleißfesten Backenschienen und den Bauteilen des Kastenprofiles vermieden wird. Die Schweißverbindung kann daher in konventioneller Weise ohne aufwendige Wärmebehandlung durchgeführt werden, wobei die erforderliche Stabilität gewährleistet ist. In besonders einfacher
  • Weise kann die Ausbildung dadurch noch weiter versteift werden, daß der Schienenfuß der Backenschiene durch mit der Grundplatte verschweißte plattenförmige Spannstücke übergriffen ist. Derartige plattenförmige Spannstücke können gleichfalls auf Grund des mit der Verschweißung der Platten verbundenen Schrumpfprozesses eine zusätzliche kraftschlüssige Verbindung bewirken, so daß die Stabilität der Konstruktion weiter erhöht wird.
  • Mit Vorteil lassen sich hochverschleißfeste Werkstoffe als Material für die Backenschienen verwenden, wobei vorzugsweise die Ausbildung so getroffen ist, daß die Backenschiene als kopfgehärtete Rillenschiene aus Stahl mit einem C-Gehalt von 0,6 - 0,9 Gew.%, insbesondere 0,8 Gew.%, und Festigkeiten des Grundkörpers von 850 - 1050 N/mm2 und Kopffestigkeit von 1100 - 1200 N/mm2 ausgebildet sind und insbesondere daß ein naturharter Stahl vom Typ R 800 oder Typ R 900 A oder vergütete Stähle der Type HSHM oder HSH für die Backenschienen eingesetzt ist. Derartige Stähle, welche einen Kohlenstoffgehalt von etwa 0,8 Gew.% aufweisen, sind nur bedingt oder gar nicht schweißbar und können nur durch spezielle Schweißverfahren bzw. durch eine dem Schweißen vorangehende Vorwärmung, beispielsweise in einem Gasofen auf etwa 500 Grad Celsius, schweißtauglich gemacht werden oder scheiden für diese Anwendung aus. Durch die Verwendung von Spannstücken kann eine derartige Vorwärmung entfallen bzw. eine Anwendung sichergestellt werden. Da bei der erfindungsgemäßen Schrumpfverschweißung auch keine Längsnähte, wie sie durch Verschweißen der Schiene an der Grundplatte auftreten würden, gebildet werden, ist eine Nachbearbeitung durch Ausrichten nicht oder nur in geringem Umfang erforderlich.
  • Mit Vorteil wird die gute Schweißbarkeit des Kastenprofiles und der mit dem Kastenprofil zu verschweißenden Spannstücke dadurch gewährleistet, daß die Beischiene und die Bauteile des miteinander verschweißten kastenförmigen Profils aus gut schweißbarem Baustahl, insbesondere der Qualität ST50, gefertigt sind.
  • Das kastenförmige Profil kann unter Verwendung von Stützplatten vor der Festlegung der Backenschienen durch Schrumpfschweißung der Bundbuchse bereits vollständig ausgebildet sein, wofür mit Vorteil die Ausbildung so getroffen ist, daß das miteinander verschweißte kastenförmige Profil aus im Querschnitt zueinander parallelen Stützplatten und der mit den Stützplatten verschweißten Gleitplatte sowie der zur Gleitplatte parallelen Grundplatte besteht, wobei die Beischiene mit einer der beiden Stützplatten verschweißt ist. Die Festlegung der Backenschienen erfolgt hierbei in einfacher Weise dadurch, daß die Bundbuchse mit der der Beischiene gegenüberliegenden Stützplatte verbunden ist, wobei, um eine entsprechende Schrumpfwirkung und damit eine entsprechende kraftschlüssige Verbindung zu gewährleisten, mit Vorteil die Ausbildung so getroffen ist, daß die axiale Länge der auf Anschlag des Bundes am Steg der Backenschiene eingeschobenen Bundbuchse geringer ist als die Breite des Steges der Backenschiene, und daß der Ringspalt zwischen der Bundbuchse und der Stützplatte durch Schrumpfschweißen geschlossen ist. Nach dem Erstarren der in den Ringspalt in Form eines Lochverschweißens eingebrachten Schweißnaht erfolgt durch thermische Kontraktion eine entsprechende Spannwirkung, welche die hohe Stabilität und Festigkeit gewährleistet.
  • Eine zusätzliche Erhöhung der Stabilität läßt sich noch dadurch erzielen, daß mit der Grundplatte Stützteile für die seitliche Abstützung der Backenschiene verschweißt sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungbeispieles näher erläutert.
    • In dieser zeigen Figur 1: Eine Draufsicht auf den Zungenkasten einer Rillenschienenweiche
    • Figur 2: eine Ansicht in Richtung des Pfeils II der Figur 1 und
    • Figur 3: einen Schnitt nach der Linie III-III der Figur 1
  • In Figur 1 ist ein Zungenkasten 1 dargestellt, wobei in der Draufsicht die Backenschiene 2, die Beischiene 3, die Grundplatte 4 und die Gleitplatte 5 ersichtlich sind. Die Backenschiene 1 ist über mit der Grundplatte verschweißte plattenförmige Spannstücke 6 an der Grundplatte 4 festgelegt.
  • In Figur 2 ist hierbei das Rillenschienenprofil der Backenschiene 2 aus einem hochverschleißfesten Rillenschienenwerkstoff ersichtlich, wobei die plattenförmigen Spannelemente 6 den Schienenfuss 7 der Backenschiene 2 übergreifen. Es sind weiters seitliche Stützen 8 mit der Grundplatte 4 verschweißt, welche mit den Stützgliedern 9 eine seitliche Abstützung der Rillenschiene 2 ergeben. Der Schienensteg der Rillenschiene 2 ist hierbei mit 10 bezeichnet.
  • Aus der Darstellung nach Figur 3 ist nun die Kastenkonstruktion näher ersichtlich. Das kastenförmige Profil besteht aus der Grundplatte 4, der Gleitplatte 5, in welcher die Zunge der Schienenweiche gleitend geführt wird, sowie aus zwei vertikal verlaufenden Stützplatten 11 und 12. Der Schienensteg 10 der Backenschiene 2 weist eine Durchbrechung 13 auf, in welche eine Bundbuchse 14 eingesteckt ist. Die Bundbuchse 14 wird über eine Lochschweißung, deren Schweißnaht mit 15 bezeichnet ist, mit einem der plattenförmigen Stützteile 12 verschweißt, wobei hier eine Schrumpfverschweißung vorgenommen wird, welche dazu führt, daß nach dem Erstarren der Schweißnaht der Bund 16 der Bundbuchse 14, welcher die Durchbrechung 13 des Schienensteges außen umgreift, kraftschlüssig gegen den Schienesteg gepreßt wird und somit den Schienensteg kraft- und formschlüssig mit dem Kastenprofil verbindet.
  • Die Beischiene ist wiederum mit 3 bezeichnet und kann durch konventionelle Lochverschweißung 17 mit dem Grundkörper des kastenförmigen Profiles verschweißt werden.

Claims (10)

  1. Zungenkasten für Rillenschienenweichen mit einer Backenschiene (2), einer Gleitplatte (5) und einer Beischiene (3), wobei die Gleitplatte (5), eine Grundplatte (4) und Stütz-platten (11,12) miteinander verschweißt sind und ein kastenförmiges Profil ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Beischiene (3) mit dem kastenförmigen Profil verschweißt ist und dass die Backenschiene (2) durch mit dem kastenförmigen Profil und/oder der Grundplatte (4) verschweißte Spannstücke kraft- und formschlüssig mit dem kastenförmigen Profil verbunden ist.
  2. Zungenkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannstück als Bundbuchse (14) ausgebildet ist, welche durch eine Durchbrechung (13) des Schienenstegs (10) der Backenschiene (2) gesteckt ist und mit dem kastenförmigen Profil durch Schrumpfschweißung verbunden ist, und dass der Bund (16) der Bundbuchse (14) die Durchbrechung (13) des Steges (10) der Backenschiene (2) an der dem kastenförmigen Profil abgewandten Außenseite übergreift.
  3. Zungenkasten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schienenfuß (7) der Backenschiene (2) durch mit der Grundplatte (4) verschweißte plattenförmige Spannstücke (6) übergriffen ist.
  4. Zungenkasten nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Backenschiene (2) als kopfgehärtete Rillenschiene aus Stahl mit einem C-Gehalt von 0, 6 - 0,9 Gew.%, insbesondere 0,8 Gew.%, und Festigkeiten des Grundkörpers von 850 - 1050 N/mm2 und Kopffestigkeit von 1100 - 1200 N/mm2 ausgebildet sind.
  5. Zungenkasten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stahl vom Typ R 800 oder R 900 A oder der Type HSH oder HSHM für die Backenschienen (2) eingesetzt ist.
  6. Zungenkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beischiene (3) und die Bauteile des miteinander verschweißten kastenförmigen Profils aus gut schweißbarem Baustahl, insbesondere der Qualität ST50, gefertigt sind.
  7. Zungenkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das miteinander verschweißte kastenförmige Profil aus im Querschnitt zueinander parallelen Stützplatten (11,12) und der mit den Stützplatten verschweißten Gleitplatte (5) sowie der zur Gleitplatte parallelen Grundplatte (4) besteht, wobei die Beischiene mit einer der beiden Stützplatten (11,12) verschweißt ist.
  8. Zungenkasten nach den Ansprüchen 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bundbuchse (14) mit der der Beischiene (3) gegenüberliegenden Stützplatte (12) verbunden ist.
  9. Zungenkasten nach dem Anpruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge der auf Anschlag des Bundes (16) am Steg (10) der Backenschiene (2) eingeschobenen Bundbuchse (14) geringer ist als die Breite des Steges (10) der Backenschiene (2), und dass der Ringspalt zwischen der Bundbuchse (14) und der Stützplatte (12) durch Schrumpfschweißen geschlossen ist.
  10. Zungenkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Grundplatte (4) Stützteile (9) für die seitliche Abstützung der Backenschiene (2) verschweißt sind.
EP00918563A 1999-04-27 2000-04-18 Zungenkasten für rillenschienenweichen Expired - Lifetime EP1173642B1 (de)

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