WO2013131112A1 - Schienenweiche mit einem stammgleis und einem zweiggleis - Google Patents

Schienenweiche mit einem stammgleis und einem zweiggleis Download PDF

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WO2013131112A1
WO2013131112A1 PCT/AT2013/000025 AT2013000025W WO2013131112A1 WO 2013131112 A1 WO2013131112 A1 WO 2013131112A1 AT 2013000025 W AT2013000025 W AT 2013000025W WO 2013131112 A1 WO2013131112 A1 WO 2013131112A1
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WO
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rail
tongue
stock
track
running edge
Prior art date
Application number
PCT/AT2013/000025
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johann GSODAM
Heinz Ossberger
Original Assignee
Voestalpine Weichensysteme Gmbh
Voestalpine Vae Gmbh
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Publication date
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Priority to BR112014022287-8A priority patent/BR112014022287B1/pt
Priority to CA2866751A priority patent/CA2866751C/en
Priority to CN201380013121.3A priority patent/CN104302837B/zh
Priority to AU2013230678A priority patent/AU2013230678B2/en
Publication of WO2013131112A1 publication Critical patent/WO2013131112A1/de
Priority to ZA2014/06423A priority patent/ZA201406423B/en

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Classifications

    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L13/00Cleaning or rinsing apparatus
    • B01L13/02Cleaning or rinsing apparatus for receptacle or instruments

Definitions

  • the invention relates to a rail switch with a master track and a branch track, wherein in each case a rail of each track is designed as a tongue rail and is movable in contact with the respective stock rail.
  • tongue rails were further proposed, which are reinforced in thickness designed to absorb shear forces safely.
  • DE-OS 2 046, 391 become tongue rails are known whose Zungenen ⁇ point in the direction of the stock rails toward reinforcements ⁇ , which recesses at: running edge of the stock rail correspond.
  • the tongue rail engages in the voltage applied to the stock rail state in the recesses of the stock rail, so that there is a continuous edge in the transition region from the stock rail to the tongue rail,
  • there is a weakening of the stock rail From EP 40533 A2 is further known, in an area in which the tongue rail rests against the stock rail to reduce the width of the stock rail in the head and foot area in such a way that the tongue rail in this.
  • Transition region can be designed according to the rail head profile. Even with this solution, however, the profile of the stock rail is greatly weakened, so there is an increased risk of breakage.
  • the rail head profile of the stock rail is often milled downwards in the area of the tongue system, as shown for example in DE-PS 487877.
  • a v / eiterer solution approach was known from WO 2004/003295 AI, in which a specific course of the milling of the stock rail and one of the milled from; corresponding shape of the tongue rail are shown.
  • the proposals have become known to reinforce the cross section of the tongue rail, especially for the heavy traffic as not completely sufficient to call, as in some cases, a further improvement in the wear resistance of the tongue rails is desired and beyond by the decrease in material on the edge of the stock rail a reduced Stability of the stock rail results.
  • the invention is therefore based on the object to further reduce the wear on the tongue rail and to ensure the same high reliability and high ride comfort,
  • a rail switch of the type mentioned is inventively further developed in that the cheek sc iene in the area of the system of the tongue rail has a modified driving edge course and the running edge of the tongue rail has a curve whose imaginary extension with the running edge of the stock rail overlap or has intersection.
  • the change of the driving edge course is hereby designed in the sense of a temporary widening of the track, which can be realized in different ways with a reduced width to the original profile.
  • the stock rail may be deflected in a second embodiment orm in the area of the system of the tongue rail to form a bulge from the rail track.
  • it is advantageous when this results at the point of maximum change in the running edge ei-ne displacement of the running edge de stock rails against the urs rüng1ichen course of at least 10 mm f in particular 10-15 mm.
  • space is created by the change in the course of the travel course for a tongue tip that is reinforced in comparison with a conventional tongue rail in the region of the contact with the stock rail.
  • the stock rail is actually deflected in this second ⁇ us operations orra in the area of the system of the 2 urgeschiene and at the end of the area of the system of the tongue rail in the imaginary course steered, whereby the driving edge 15 of the stock rail receives a corresponding bulge.
  • the stock rail has the same profile shape in the area of the bulge. or the same cross-section as in the area before and after the bulge,
  • the imaginary extension of the curve of the running edge of the tongue rail with 5 of the running edge of the stock rail has an overlap or an undercut.
  • the tongue rail is not introduced to the stock rail in the sense of a tangential design of a switch.
  • the reed rail is so designed that the imaginary curve Run the tongue rail extends into the area of the stock rail.
  • the tongue rail is designed so that the imaginary curve of the tongue rail remains spaced from the stock rail.
  • the tongue rail branches significantly steeper from the stock rail, ie with a larger deflection angle, as in a tangential approach to the stock rail, as shown for example in WO 2004/003295 AI, so in dam area, in which the tongue rail emerges from the bulge space, which is also the area on which the wheel flanges of a train driving the railroad track hit, already a relatively thick profile of the tongue rail is already present, so that the tongue rail in this area is more resistant and thus less striganißanbib- lig.
  • the larger deflection angle also leads to a much shorter design of the switch.
  • the tongue rail has an end section with a straight running edge has, which adjoins the curve.
  • the straight running edge of the end portion in this case connects tangentially to the curve, whereby the tongue tip is reinforced, is formed,
  • the invention is preferably to the effect, further developed that the driving edge of the tongue rail a deflection angle of 0, 3 ° to 0.8 °, preferred. 0 ° with the trailing edge of the stock rail.
  • a deflection angle of 0, 3 ° to 0.8 °, preferred. 0 ° with the trailing edge of the stock rail.
  • leading the tongue rail closer with an obtuse angle results in improved wear characteristics, although the ride comfort of the rail switch quickly decreases.
  • the defined values for the secant angle have been found by the applicant to be optimal for a satisfactory compromise between said properties.
  • the tongue rail in the area of the system has a modified Fahrkantenverlauf the stock rail, in particular one of the bulge corresponding shape, which when driving a gentle power transmission is achieved by the tongue rail on the stock rail and especially asked by the Fahrkantenver selectedung available Space is optimally utilized to form the contact area of the tongue rail with the greatest possible material thickness "
  • a particularly thin tongue tip is clearly exposed to rapid wear.
  • the invention is therefore preferred in such a way that the external tongue has a flattened tongue tip, so that the tongue tip has a relatively large material thickness from the beginning. points and therefore is subject to relatively little wear.
  • the invention is hereby developed to the effect that the tongue tip of the tongue rail lies in contact with the tongue rail on the stock rail within the bulge of the stock rail.
  • the wheel flange of an impeller does not run against the tongue tip, as this is located within the bulge of the stock rail.
  • the flange is only in a lying behind the tip of the tongue area of the tongue rail with this in contact, with a gentler deflection of the wheel flange takes place.
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a detail of the illustration according to FIG. 2
  • FIG 4 shows a sectional view along the line IV-IV of FIG. 1
  • FIG. 5 shows a sectional view along the line VV of FIG. 2
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the invention
  • FIG. 7 shows a third embodiment of the invention
  • Fig. 1 denotes a straight stock rail of a rail soft
  • the running edge is denoted by 2.
  • the Back bar 1 basically has a straight rail track and accordingly has a straight running edge 2.
  • the running edge of the rail at the widest point of the rail head which is measured at a defined or standard vertical distance from the driving edge, usually the width of the baking rail head is in this case at a vertical distance of 10 to 20 mm, in particular e Measured 14 mm from the driving edge.
  • the stock rail 1 In the area of the installation of the tongue rail 3, the stock rail 1 is deflected out of its straight course, so that it has a bulge 4, whereby the running edge 2 in this area receives a deviating from the imaginary, continuous straight course 5 course.
  • the rail profile remains completely in the area of the bulge 4 with the exception of conventional milled cuts in the region of the tongue rail system.
  • the tongue rail 3 has a running edge 1.0, the rail in the illustration of FIG. 1 in the sense of a tangent to the edge 2 and 5 of the jaw 1 is introduced. This means that the curve erlauf the tongue rail 3 and the running edge 10 tangentially to the imaginary, continuous straight course 5 of the running edge 2 of the stock rail 1 hugs.
  • the design of a tongue device shown in FIG. 1 with the bulging stock rail 1 is also referred to as FAKOP® (kinematically optimized design).
  • the ride comfort is optimized in this design as follows.
  • an ideal sinusoidal barrel is established during the passage of a track due to the contours of ped and rail.
  • this sinusoidal run is disturbed. It comes to a jerky inclination of the wheel axle of a rail vehicle and thus to a start of the wheel flange on the running edge of the tongue rail.
  • the wheel flange grinds along the tongue rail. This results in considerable wear on the wheel and rail and a reduction in ride comfort.
  • the tongue device shown in Fig. 2 has a bulge 4 of the type described in Fig. 1, which has the same technical effect as described above. In this regard, reference is therefore made to the description of FIG. 1. Notwithstanding the embodiment according to FIG. 1, it can now be seen that the tongue rail 3 in the region of the bulge 4, according to the present invention, is not brought tangentially, but in such a way onto the stock rail 1, that the broken lines. illustrated imaginary extension 6 of the curve of the running edge 10 of the tongue rail 3, the running edge 2 of the stock rail 1 cuts. The degree of overlap is denoted by a and expresses how far the point of contact of the imaginary extension 6 with a parallels to Driving edge 2 compared to the tangential design of the tongue rail ⁇ Fig.
  • Fig. 2 it can further be seen that the running edge 10 of the tongue rail 3 in the region of the tongue tip 7 has a tangential to the curve of the running edge 10 subsequent rectilinear end portion 14. This means that the tongue tip 7 deviates rectilinearly in the foremost region from a curved course, resulting in a larger deflection angle. In the detailed illustration according to FIG. 3 this is better evident.
  • Fig. 3 the course of the running edge 10 of the tongue rail 3 is shown in detail.
  • the running edge 10 has a curve course which, in the example shown here, is determined by the radius R in the area shown, so that it is a circular arc-shaped curve.
  • the imaginary extension 6 of the curve is accordingly also determined by the radius R.
  • the running edge 10 could also have the course of a clothoid, in which case the imaginary extension 6 would also run in accordance with this clothoid.
  • the running edge 10 of the tongue rail 3 follows said curve to a point 15.
  • the running edge merges into a straight end section 14, the straight end section of a tangent corresponding to Ii 15 is applied to the curve.
  • the angle ⁇ between the tangent 11 and the imaginary straight course 5 of the running edge 2 of the stock rail 1 represents the ⁇ blenkwinkel. It is obvious - that the ⁇ blenkwinkel in the case of the straight end portion 14 is greater than when the running edge 10 to the tongue tip would follow the curve.
  • Fig. 3 is. Furthermore, it can be seen that the tongue tip 7 of the tongue rail 3 according to a preferred embodiment of the present invention is flattened and thus less susceptible to wear.
  • the stock rail 1 has a chamfer 16 extending obliquely to the web 8 and the foot 9, and the tongue rail 3 has a chamfer 16 corresponding to the chamfer 16 on iron core.
  • Fig. 6 an alternative embodiment is shown, in which the tongue rail 3, in contrast to the embodiment according to FIGS. 2, 3 and 5 is executed not overlapping, but undercutting. This means that the imaginary extension 6 of the curve of the running edge 10, the Fah edge 2 of the stock rail 1 neither cuts nor touched.
  • the Unterschneidungspur is denoted by d and expresses how far the point of contact of the imaginary extension 6 is offset with a parallel to the driving edge 2 compared to the tangential Bauforrara the tongue rail 3 ( Figure i) to the front.
  • the running edge 10 follows the course of the curve to a point 15 at which the running edge 10 merges into a straight end section 14, the straight end section corresponding to a tangent 11, which is arranged at the point 15 on the curve.
  • the angle between the tangent 11 and the imaginary rectilinear course 5 of the running edge 2 of the stock rail 1 represents the deflection angle. Even with the undercutting design results, compared to the tangential design of FIG. 1, a larger deflection angle and a greater thickness of the tongue rail. 3 in the garden level.
  • FIG. 7 corresponds to what concerns the Kurveriverlauf the running edge 10 of the tongue rail 3, the training of FIGS. 2 and 5. Thus, it is an overlapping tongue rail 3.
  • the change of the Fahrkantenverlau s the stock rail 1 is now not achieved by a ⁇ uslenkung the stock rail 1, but in that the baking rail head in. Area of the system to the tongue rail 3 is processed on one side. The processing is called oblique chamfering 16 ⁇ Flg. 8 ⁇ carried out to such an extent that the cheek rail head rider in the Fahrkan- level is reduced by 10-15 mm.
  • the stock rail 1 is thus formed in the region of their investment in the tongue rail 3 with a vercjleich to outside the area lying area reduced width of the rail head, the width of the rail head from the beginning of the tongue 12 to a point 17, on soft the impeller laterally with the tongue rail 3 comes into contact, decreases, and increases in the adjoining area.
  • the tongue rail 3 is formed to the stock rail 1 towards the reduction of the width of the cheek rail head in cross-section reinforced.
  • FIGS. 7 and 8 can also be designed with an undercut tongue rail 3.
  • the invention is not limited to the interaction of a tongue rail with a straight rail track having stock rail. Rather, the invention is also applicable to a curved cheek course, for example, in the case of inner curve turnouts.

Abstract

Bei einer Schienenweiche mit einem Stammgleis und einem Zweiggleis, wobei jeweils eine Schiene eines jeden Gleises als Zungenschiene (3) ausgebildet und in Anlage an die jeweilige Backenschiene (1) bewegbar ist, weist die Backenschiene (1) im Bereich der Anlage der Zungenschiene (3) einen veränderten Fahrkantenverlauf auf und die Fahrkante (10) der Zungenschiene (3) weist einen Kurvenverlauf (6) auf, dessen gedachte Verlängerung mit der Fahrkante (2) der Backenschiene (1) eine Überschneidung oder eine Unterschneidung aufweist.

Description

Schienenweiche mit einem Stanung1eis und einera Zwe ggleis
Die Erfindung betrifft eine Schienenweiche mit einem Stamm- gleis und einem Zweiggleis, wobei jeweils eine Schiene eines jeden Gleises als Zungenschiene ausgebildet und in Anlage an die jeweilige Backenschiene bewegbar ist.
Beim Befahren einer Weiche wirken hohe Kräfte auf die Schienen und insbesondere hohe Querkräfte , welche insbesondere vom Krümmungsradius und dem Ablenkwinkel der Weiche, von der Geschwindigkeit , mit welcher die Weiche befahren wird, und von der Achslast abhängen. Diese Querkräfte müssen größten¬ teils von der Zungenschiene aufgenommen werden, wobei insbesondere bei Innenbogenweichen, bei welchen das Zweiggleis ausgehend von einem gekrümmten Stammgleis zur Kurveninnenseite hin abzweigt, aufgrund der hohen Trägheits- bzw. Zentrifu¬ galkräfte besonders hohe Belastungen zu beobachten sind. Dies führt zu einem erhöhten Verschleiß der Zungenschiene, wodurch die Lebensdauer stark herabgesetzt wird. Darüber hinaus müssen moderne Weichen mit sehr hohen Geschwindigkeiten befahren werden, können, was z angsläufig zu Zungenschienen mit langen dünnen Spitzen und, damit verbunden, erhöhter Verschleißanfälligkeit führt. Es wurde daher bereits mehrfach vorgeschlagen, Zungenschienen aus besonderen, verschleißfesten Materialien herzustellen oder durch nachträgliche Behandlung zu härte ,
In der Vergangenheit wurden weiters Zungenschienen vorgeschlagen, welche in ihrer Dicke verstärkt ausgebildet sind, um Querkräfte sicher aufnehmen zu können. So sind aus der DE- OS 2, 046, 391 Zungenschienen bekannt geworden, deren Zungenen¬ den in Richtung zu den Backenschienen hin Verstärkungen auf¬ weisen, denen Aussparungen an der: Fahrkante der Backenschiene entsprechen. Die Zungenschiene greift im an die Backenschiene anliegenden Zustand in die Aussparungen der Backenschiene ein, sodass sich eine durchgehende Fahrkante im Übergangsbereich von der Backenschiene zur Zungenschiene ergibt, Jedoch ergibt sich eine Schwächung der Backenschiene, Aus der EP 40533 A2 ist weiters bekannt geworden,, in einem Bereich, in welchem die Zungenschiene an die Backenschiene anliegt, die Backenschiene im Kopf-- und im Fußbereich in ihrer Breite derart zu verringern, dass die Zungenschiene in diesem. Über- gangsbereich dem Schienenkopfprofil entsprechend gestaltet werden kann. Auch bei dieser Lösung wird das Profil der Backenschiene jedoch stark geschwächt, sodass eine erhöhte Bruchgefahr besteht. Um den Querschnitt der Backenschiene nicht übermäßig verringern zu müssen und trotzdem eine adä- quate Verstärkung der Zungenschiene zu erreichen, wird häufig das Schienenkopfprofil der Backenschiene im Zungenanlagenbe- reich schräg nach unten hin abgefräst, wie es beispielsweise in der DE-PS 487877 dargestellt ist. Ein v/eiterer Lösungsansatz wurde aus der WO 2004/003295 AI bekannt, worin ein spezieller Verlauf der Anfräsung der Backenschiene und eine der Aus fräsung; entsprechende Form der Zungenschiene gezeigt sind. Insgesamt sind jedoch die bekannt gewordenen Vorschläge zur Verstärkung des Querschnittes der Zungenschiene insbesondere für den Schwerlastverkehr als nicht vollständig ausreichend zu bezeichnen, da in manchen Fällen eine weitere Verbesserung der Verschleißfestigkeit der Zungenschienen erwünscht ist und darüber hinaus durch die Materialabnahme an der Fahrkante der Backenschiene eine verminderte Stabilität der Backenschiene resultiert . Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Verschleiß an der Zungenschiene weiter zu verringern und gleichseitig eine hohe Betriebssicherheit und einen hohen Fahrkomfort zu gewährleisten,
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Schienenweiche der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, dass die Backe sc iene im Bereich der Anlage der Zungenschiene einen veränderten Fahrkantenverlauf aufweist und die Fahrkante der Zungenschiene einen Kurvenverlauf aufweist, dessen gedachte Verlängerung mit der Fahrkante der Backenschiene eine Überschneidung oder ünterschneidung aufweist.
Die Veränderung des Fahrkantenverlaufs ist hierbei im Sinne einer vorübergehenden Erweiterung der Spurweite ausgebildet, wobei dies auf unterschiedliche Art und Weise realisiert werden kann« Bei einer ersten Ausführungsform kann der Backenschienenkopf im Bereich der Anlage der Zungenschiene einseitig materialabtragend bearbeitet sein, sodass sich ein asymmetrisches Schienen köpfprofil mit einer zum ursprünglichen Profil verringerter Breite ergibt . Alternativ kann die Backenschiene bei einer zweiten Ausführungs orm im Bereich der Anlage der Zungenschiene unter Ausbildung einer Ausbauchung aus dem Schienenverlauf ausgelenkt sein. In beiden Fällen ist es vorteilhaft,, wenn sich an der Stelle der maximalen Veränderung der Fahrkante dadurch ei-ne Verlagerung der Fahrkante de Backenschienen gegenüber dem urs rüng1ichen Verlauf um mindestens 10 mmf insbesondere um 10-15 mm ergibt. In beiden Fällen wird durch die Veränderung des Fahrkantenverlaufs Platz für eine im Vergleich zu einer herkömmlichen Zungenschiene im Bereich der Anlage an die Backenschiene verstärkt ausgebildete Zungenspitze geschaffen. Bei der zwei- ten Äusführungsforra mit der ausgebauchten Backenschiene wird dieser Platz in vorteilhafter Weise nicht nur durch eine Anfräsung der Backenschiene im Bereich der Fahrkante zur Verfügung gestellt, was immer mit einer Materialabnahrae und 5 daher einer Schwächung der Backenschiene einhergeht. Der zusätzliche Raum für eine im Bereich der Anlage verstärkte Zungenschienenspit ze wird vielmehr durch ein Auslenken der Backenschiene aus dem Schienenverlauf freigehalten, wobei unter diesem Schienenverlauf der gedachte Verlauf der Backen- IC) schiene ohne die Ausbauchung zu verstehen ist. Die Backenschiene wird bei dieser zweiten Äusführungs orra also im Bereich der Anlage der 2ungenschiene tatsächlich umgelenkt und am Ende des Bereichs der Anlage der Zungenschiene in den gedachten Verlauf zurückgelenkt, wodurch auch die Fahrkante 15 der Backenschiene eine entsprechende Ausbauchung erhält. Mit Ausnahme der üblichen Anf äsunqen im Bereich der Anlage der Zungenschiene weist die Backenschiene im Bereich de Ausbauchung dieselbe Profilform. bzw. denselben Querschnitt auf wie im Bereich vor und nach der Ausbauchung,
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Um nun gegenüber dem Stand der Technik auch eine verbesserte Verschleißbeständigkeit der Zungenspitze zu erreichen, ist es weiters erfindungsgemäß vorgesehen, dass die gedachte Verlängerung des Kurvenverlaufs der Fahrkante der Zungenschiene mit 5 der Fahrkante der Backenschiene eine Überschneidung oder eine Unterschneidung aufweist. Hinsichtlich der Geometrie der Überschneidung und Unterschneidung einer Zungenschiene wird auf die Definition in der NORM SN 13232-1 verwiesen. Sowohl bei der überschneidenden als auch bei der u terschneidenden 0 Ausführung wird die Zungenschiene nicht im Sinne einer tangentialen Bauart einer Weiche an die Backenschiene herangeführt. Bei der überschneidenden Ausführung ist die Zungen-- schiene ieiraehr so ausgeführt, dass der gedachte Kurvenver- lauf der Zungenschiene in den Bereich der Backenschiene hineinreicht. Bei der unterschneidenden Ausführung ist die Zungenschiene so ausgeführt, dass der gedachte Kurvenverlauf der Zungenschiene von der Backenschiene beabstandet bleibt. In beiden Fällen zweigt die Zungenschiene deutlich steiler von der Backenschiene ab, d.h. mit einem größeren Ablenkwinkel, als bei einer tangentialen Heranführung an die Backenschiene, wie dies beispielsweise in der WO 2004/003295 AI gezeigt ist, sodass in dam Bereich, in dem die Zungenschiene aus dem Raum der Ausbauchung heraustritt, welcher Bereich auch jener ist, auf den die Spurkränze eines die Schienenweiche befahrenden Zuges auftreffen, bereits ein relativ dickes Profil der Zungenschiene vorhanden ist, sodass die Zungenschiene in diesem Bereich widerstandsfähiger und somit weniger verschieißanfäl- lig ist. Der größere Ablenkwinkel führt weiters zu einer deutlich kürzeren Bauform der Weiche .
Der durch die überschneidende bzw. unterschneidende Ausführung des Kurvenverlaufs der Zungenschiene erzielte größere Ablenkwinkel würde bei herkömmlichen Weichenkonstruktionen zu einer Verminderung des Fahrkomforts führen. Im Rahmen der Erfindung' wird diese Verminderung des Fahrkomforts jedoch durch den im Bereich der Zungenschienenanlage veränderten Fahrkantenverlauf der Backenschiene kompensiert, wobei sich ein Effekt ergibt, wie er in. der EP 295573 AI ausführlich beschrieben ist. Mit der Erfindung gelingt es somit, den Abienkwinkel zu vergrößern, womit die Zungendicke im. Bereich des Auftreffens des Spurkranzes vergrößert und die Baulänge der Weiche verkürzt wird, ohne den Fahrkomfort zu verringern.
Eine weitere Verbesserung des Fahrkomforts wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung dadurch erreicht, dass die Zungenschiene einen Endabschnitt mit gerade verlaufender Fahrkante aufweist, die an den Kurvenverlauf anschließt. Bevorzugt schließt die gerade Fahrkante des Endabschnitts hierbei tangential an den Kurvenverlauf an, wodurch die Zungenspitze verstärkt, ausgebildet wird,
Um zum einen möglichst optimale Verschleißeigenschaften und zum anderen einen annehmbaren Fahrkomfort zu gewährleisten, ist die Erfindung bevorzugt dahingehend, weitergebildet, dass die Fahrkante der Zungenschiene einen Ablenkwinkel von 0, 3° bis 0,8°, bevorzugt. 0, ° mit der Fahrkante der Backenschiene einsch1 ießt.. Bis zu ei ent ge i ssen Grad führt ei e Heran füh- rung der Zungenschiene mit stumpferem Winkel zu verbesserten Verschleißeigenschaften, wobei jedoch der Fahrkomfort der Schienenweiche schnell abnimmt. Die definierten Werte für den Sekantenwinkel wurden von der Anmelderin als optimal für einen zufriedenstellenden Kontpromiss zwischen den genannten Eigenschaften herausgefunden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zungenschiene im Bereich der Anlage eine dem geänderten Fahrkantenverlauf der Backenschiene, insbesondere eine der Ausbauchung entsprechende Form hat, wodurch beim Befahren eine schonende Kraftübertragung von der Zungenschiene auf die Backenschiene erreicht wird und vor allem der durch die Fahrkantenveränderung zur Verfügung gestellte Raum optimal ausgenützt wird, um den Anlagebereich der Zungenschiene mit einer möglichst großen Materialstärke auszubilden„
Eine besonders dünn zulaufende Zungenspitze ist klarerweise einem schnellen Verschleiß ausgesetzt. Die Erfindung ist daher bevorzugt, derart ausgestaltet, dass die Zu.ngensch.iene eine abgeflachte Zungenspitze aufweist, sodass die Zungenspitze von Beginn an eine relativ große Materialstärke auf- weist und daher nur einem relativ geringen Verschleiß unterliegt. Im Sinne der weiteren Verschleißminirrderung und der Erhöhung des Komforts ist die Erfindung hierbei bevorzugt dahingehend weitergebildet, dass die Zungenspitze der Zungen- schiene in Anlage der Zungenschiene an der Backenschiene innerhalb der Ausbauchung der Backenschiene liegt. Bei einer derartigen Ausgestaltung fährt der Spurkranz eines Laufrades nicht gegen die Zungenspitze, da sich diese innerhalb der Ausbauchung der Backenschiene befindet. Der Spurkranz gerät erst in einem hinter der Zungenspitze liegenden Bereich der Zungenschiene mit dieser in Berührung, wobei eine sanftere Ablenkung des Spurkranzes erfolgt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert . In dieser zeigen Fig. 1 eine nicht erfindungsgemäße Ausbildung, bei der eine Zungenschiene in ihrem Kurvenverlauf tangential an eine Backenschiene mit einer Ausbuchtung herangeführt ist, Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3 ein Detail der Darstellung gemäß Fig. 2, Fig» 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV der Fig, 1, Fig. 5 eine Schnittdarstellung entlang der Linie V-V der Fig. 2, Fig, 6 ein zweites Ausführungsbeispiei der Erfindung, Fig. 7 ein drittes Ausführungsbeispiei der Erfindung und Fig. 8 eine Schnittdarstellung entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 7.
Die Fig. 1, 2, 6 und 7 sind keinesfalls als maßstabsgetreue Darstellungen zu verstehen. Vielmehr wurden zur Verdeutlichung der für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Merkmale gewisse Maße übertrieben dargestellt.
In Fig. 1 ist mit 1 eine gerade Backenschiene einer Schienen- weiche bezeichnet, deren Fahrkante mit 2 bezeichnet ist. Die Backenschiene 1 hat grundsätzlich einen geraden Schienenverlauf und weist dementsprechend eine geradlinige Fahrkante 2 auf. Allgemein ergibt sich die Fahrkante der Schiene an der breitesten .Stelle des Schienenkopfes , welche in einem verde - finierten oder durch Norm festgelegten Vertikalabstand von der Fahroberkante gemessen wird, üblicherweise wird die Breite des Backenschienenkopfes hierbei in einem Vertikalabstand von 10 bis 20 mm, insbesonde e 14 mm von der Fahroberkante gemesse .
Im Bereich der Anlage der Zungenschiene 3 ist die Backenschiene 1 aus ihrem geraden Verlauf ausgelenkt, sodass sie eine Ausbauchung 4 aufweist, wodurch auch die Fahrkante 2 in diesem Bereich einen von dem gedachten, durchgehend geradlinigen Verlauf 5 abweichenden Verlauf erhält. Dabei bleibt das Schienenprofil mit Ausnahme von üblichen Anfräsungen im Bereich der Zungenschienenanlage auch im Bereich der Ausbauchung 4 vollständig erhalten. Die Zungenschiene 3 weist eine Fahrkante 1.0 auf, die in der Darstellung nach Fig. 1 im Sinne einer Tangente an die Fahrkante 2 bzw. 5 der Backe schiene 1 herangeführt ist. Dies bedeutet, dass sich der Kurve erlauf der Zungenschiene 3 bzw. der Fahrkante 10 tangential an den gedachten, durchgehend geradlinigen Verlauf 5 der Fahrkante 2 der Backenschiene 1 anschmiegt.
Die in Fig. i gezeigte Bauform einer Zungenvorrichtung mit der ausgebauchten Backenschiene 1 wird auch als FAKOP® {fahrkinetisch optimierte Bauform) bezeichnet. Der Fahrkomfort wird bei dieser Bauform wie folgt optimiert. Grundsätzlich stellt sich wahrend des Befahrens eines Gleises aufgrund der Konturen von Päd und Schiene ein idealer sinusförmiger Lauf ein. Beim Eintritt des Rades in die Zungenvorrichtung einer üblichen Weiche wird dieser Sinuslauf jedoch gestört. Es kommt zu einer ruckartigen Schrägstellung der Radachse eines Schienenfahrzeuges und damit zu einem Anlaufen des Spurkranzes an der Fahrkante der Zungenschiene . Der Spurkranz schleift an der Zungenschiene entlang. Dies hat einen erheblichen Verschleiß an Rad und Schiene und eine Verminderung des Fahrkomforts zur Folge, Durch die Ausbauchung der Backenschiene um bis zu 15 mm, bevorzugt um 10-15 mm, wird erreicht, dass beim Durchfahren einer Ächse die Berührungspunkte zwischen Rad und Schiene beidseits der Achse in etwa am gleichen Punkt der Radkegel liegen. Eine optimale Achssteuerung in der Zungenvorrichtung ist dadurch gewährleistet. Der Sinuslauf aus dem Gleis wird in der Weiche annähernd fortgeführt. Ein Anlaufen des Spurkranzes an der Zungenschiene wird vermieden bzw. auf ein Minimum reduziert. Durch die Ausbauchung der Backenschienen werden die Zungenschienen im Bereich der Spitze dicker und erhalten dadurch eine höhere Stabilität und einen erhöhten Widerstand gegen Verschleiß. Durch die Verminderung des Rucks beim Einfahren in die Zungenvorrichtung wird der Fahrkomfort deutlich erhöht.
Die in Fig. 2 dargestellte Zungenvorrichtung weist eine Ausbauchung 4 der in Fig. 1 beschriebenen Art auf, die denselben technischen Effekt hat wie oben beschrieben. Diesbezüglich wird daher auf die Beschreibung der Fig. 1 verwiesen. Abweichend von der Ausbildung gemäß Fig. 1 ist nun zu erkennen, dass die in dem Bereich der Ausbauchung 4 anliegende Zungenschiene 3 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht tangential, sondern dergestalt an die Backenschiene 1 herangeführt ist, dass die strichliert. dargestellte gedachte Verlängerung 6 des Kurvenverlaufs der Fahrkante 10 der Zungenschiene 3 die Fahrkante 2 der Backenschiene 1 schneidet. Das Überschneidungsmaß ist mit a bezeichnet und drückt aus, wie weit der Berührungspunkt der gedachten Verlängerung 6 mit einer Parallelen zur Fahrkante 2 im Vergleich zur tangentialen Bauform der Zungenschiene {Fig. 1} nach hinten versetzt ist. Mit anderen Worten ist das Überschneidungsraaß a jenes Maß der Überschneidung der gedachten Verlängerung 6, welches in dem Punkt erreicht wird, an dem die Tangente an die gedachte Verlängerung 6 parallel zur Fahrkante 2 der Backenschiene 1 verläuft. Auf Grund der Überschneidung ist der Ablenkwinkel der Zungenschierie 3 größer als in Fig. 1 und die Baulänge b der Weiche, d.h. der Abstand zwischen dem Zungenanfang 12 und der Herzstückspitze 13, ist dadurch kürzer. Unter dem Ablenkwinkel α wird hierbei derjenige Winkel verstanden, den eine am Ende des gekrümmten Verlaufes der Fahrkante 10 an die Fahrkante 10 gelegte Tangente 11 mit der gedachten Fahrkante 5 bzw. 2 der Backen¬ schiene einschließt.
Durch die überschneidende Ausführung der Fahrkante 10 ist in dem Bereich, in dem der Spurkranz eines die Weiche befahrenden Rades die Zungenschiene 3 berührt, bereits eine gegenübe der Ausbildung gemäß Fig. 1 größere Materialstärke der Zun- genschiene 3 vorhanden, wodurch der Verschleiß der Zungenschiene 3 vermindert wird. Dies ist deutlich bei einem Vergleich der Querschnittsdarstellungen gemäß den Fig. 4 und 5 festzustellen, wobei die Stärke bzw. Dicke der Zungenschiene 3 in der Fahrkantenebene mit c bezeichnet ist.
In Fig. 2 ist weiters zu erkennen, dass die Fahrkante 10 der Zungenschiene 3 im Bereich der Zungenspitze 7 einen tangential an den Kurvenverlauf der Fahrkante 10 anschließenden geradlinigen Endabschnitt 14 aufweist. Das bedeutet, dass die Zungenspitze 7 im vordersten Bereich von einem kurvenförmigen Verlauf geradlinig abweicht, woraus ein größerer Ablenkwinkel resultiert. In der Detaildarstellung gemäß Fig. 3 ist dies besser ersichtlich . In Fig. 3 ist der Verlauf der Fahrkante 10 der Zungenschiene 3 im Detail dargestellt. Die Fahrkante 10 weist einen Kurven- Verlauf auf, der bei dein hier gezeigten Beispiel in dem dar- gestellten Bereich durch den Radius R bestimmt ist, sodass es sich um einen kreisbogenförmigen Kurvenverlauf handelt. Die gedachte Verlängerung 6 des Kurvenverlaufes wird demgemäß ebenfalls durch den Radius R bestimmt . Die Fahrkante 10 könnte alternativ aber auch den Verlauf einer Klothoide aufwei- sen, wobei in diesem Fall auch die gedachte Verlängerung 6 entsprechend dieser Klothoide verlaufen würde. Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 folgt die Fahrkante 10 der Zungenschiene 3 dem genannten Kurvenverlauf bis zu einem Punkt 15. Am Punkt 15 geht die Fahrkante in einen geraden Endabschnitt 14 über, wobei der gerade Endabschnitt einer Tangente Ii entspricht.,, die im Punkt 15 an den Kurvenverlauf angelegt ist. Der Winkel α zwischen der Tangente 11 und dem gedachten geradlinigen Verlauf 5 der Fahrkante 2 der Backenschiene 1 stellt dabei den Äblenkwinkel dar. Es ist augenscheinlich,- dass der Äblenkwinkel im Falle des geraden Endabschnitts 14 größer ist als wenn die Fahrkante 10 bis zur Zungenspitze 7 dem Kurvenverlauf folgen würde.
In Fig. 3 ist. weiters ersichtlich, dass die Zungenspitze 7 der Zungenschiene 3 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abgeflacht ausgebildet und somit gegenüber Verschleiß weniger anfällig ist.
In den Fig. 4 und 5 ist zu erkennen, dass die Backenschiene 1 eine schräg zum Steg 8 und zum Fuß 9 verlaufende Anfasung 16 aufweist und die Zungenschiene 3 eine der Anfasung 16 ent- sprechende orm auf eisen ka . In Fig. 6 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Zungenschiene 3 im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß den Fig. 2 , 3 und 5 nicht überschneidend, sondern unterschneidend ausgeführt ist. Dies bedeutet, dass die gedachte Verlängerung 6 des Kurvenverlaufs der Fahrkante 10 die Fah kante 2 der Backenschiene 1 weder schneidet noch berührt. Das Unterschneidungsmaß ist mit d bezeichnet und drückt aus, wie weit der Berührungspunkt der gedachten Verlängerung 6 mit einer Parallelen zur Fahrkante 2 im Vergleich zur tangentialen Bauforra der Zungenschiene 3 (Fig. i) nach vorne versetzt ist. Die Fahrkante 10 folgt dem Kurvenverlauf bis zu einem Punkt 15, an dem die Fahrkante 10 in einen geraden Endabschnitt 14 übergeht, wobei der gerade Endabschnitt einer Tangente 11 entspricht, die im Punkt 15 an den Kurven- verlauf angelegt ist. Der Winkel zwischen der Tangente 11 und dem gedachten geradlinigen Verlauf 5 der Fahrkante 2 der Backenschiene 1 stellt dabei den Ablenkwinkel dar. Auch bei der unterschneidenden Ausführung ergibt sich, gegenüber der tangentialen Bauart gemäß Fig. 1 ein größerer Ablenkwinkel und eine größere Dicke der Zungenschiene 3 in der Fa rkantenebene .
Die abgewandelte Ausbildung gemäß Fig. 7 entspricht was den Kurveriverlauf der Fahrkante 10 der Zungenschiene 3 betrifft, der Ausbildung gemäß den Fig. 2 und 5. Somit handelt es sich um eine überschneidende Zungenschiene 3. Im Unterschied zur Ausbildung gemäß den Fig. 2 und 5 wird die Änderung des Fahrkantenverlau s der Backenschiene 1 nun aber nicht durch eine Äuslenkung der Backenschiene 1 erreicht, sondern dadurch, dass der Backenschienenkopf im. Bereich der Anlage an die Zungenschiene 3 einseitig bearbeitet ist. Die Bearbeitung ist als schräge Anfasung 16 {Flg. 8} in einem solchen Ausmaß ausgeführt, dass die Backenschienenkopf reite in der Fahrkan- tenebene um 10-15 mm verringert wird. Die Backenschiene 1 ist im Bereich ihrer Anlage an die Zungenschiene 3 somit mit einer im vercjleich zum außerhalb der Anlage liegenden Bereich verringerten Breite des Schienenkopfes ausgebildet, wobei die Breite des Schienenkopfes ausgehend vom Zungenanfang 12 bis zu einem Punkt 17, an weichem das Laufrad seitlich mit der Zungenschiene 3 in Berührung kommt, abnimmt, und im daran anschließenden Bereich zunimmt. Die Zungenschiene 3 ist zur Backenschiene 1 hin ents rechend der Verringerung der Breite des Backenschienenkopfes im Querschnitt verstärkt ausgebildet. Dadurch, dass nun im Bereich der Anlage der Zungenschiene 3 an die Backenschiene 1 die Verringerung der Breite des Backenschienenquerschnittes bzw. die Verstärkung der Zungenschiene 3 nicht gleichmäßig stark erfolgt, sondern in einem ersten Bereich zunehmend und in einem zweiten, daran anschließenden Bereich abnehmend ausgeführt ist, wird die Möglichkeit geschaffen, den Grad der Verstärkung der Zungenschiene 3 dem Querkraftverlauf anzupassen, Die größte Verstärkung der Zungenschiene 3 erfolgt somit im sensiblen Übergangsbereich der Last von der Backenschiene 1 auf die Zungenschiene 3 und es wird dadurch eine Quer¬ schnittserhöhung und damit eine Erhöhung des Trägheitsmomentes der Zunge schiene 3 erreicht, sodass die Zungenschie e 3 den erhöhten Querkräften besser standhalten kann. Durch die vorzugsweise stetige Querschnittsveränderung wird eine ruckartige Spurveränderung vermieden, sodass der Fahrkomfort nicht negativ beeinflusst und eine Stoßbelastung der Schienen vermieden wird.
Die Ausbildung gemäß Fig. 7 und 8 kann auch mit einer unter- schneidenden Zungenschiene 3 ausgeführt sein. Allgemein ist anzumerken, dass die Erfindung nicht auf das Zusammenwirken einer Zungenschiene mit einer einen geraden Schienenverlauf aufweisenden Backenschiene beschränkt ist. Vielmehr ist die Erfindung auch bei einein gekrümmten Backensch enenverlauf anwendbar, z.B. bei Innenbogenweichen .

Claims

Patentansprüche :
1. Schienenweiche mit einem Stammgleis und einem Zweiggleis, wobei jeweils eine Schiene eines jeden Gleises als Zungenschiene ausgebildet und in Anlage an die jeweilige Backenschiene bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Backenschiene (1) im Bereich der Anlage der Zungenschiene (3) einen veränderten Fahrkantenverlauf aufweist und die Fahrkante (10) der Zungenschiene (3) einen Kurvenverlauf (6) auf- weist, dessen, gedachte Verlängerung mit der Fahrkante £2} der Backenschiene (1) eine Überschneidung oder eine Unterschneidung aufweist .
2. Schienenweiche nach Anspruc h 1 , dadu ch geke nzeic net , dass die Backenschiene (1) im Bereich der Anlage der Zungenschiene (3) unter Ausbildung einer Ausbauchung (4) aus ihrem Schienenverlauf ausgelenkt ist.
3. Schienenweiche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Zungenschiene (3) einen Endabschnitt mit gerader Fahrkante (14) aufweist, die an den Kurvenverlauf anschließt .
4. Schienenweiche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gerade Fahrkante (.14) des Endabschnitts tangential an den Kurvenverlauf anschließt,
5. Schienenweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrkante (10) der Zungenschiene (3) einen Ablenkwinkel von 0,3° bis 0,8°, bevorzugt 0,4° mit der Fahrkante (2) der Backenschiene (1) einschließt.
6. Schienenweiche nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungenschiene (3} im Bereich der Anlage an die Backenschiene (1) eine dem geänderten Fahrkantenverlauf der Backenschiene (1), insbesondere eine der Aus- bauchung (4) entsprechende Form hat.
7. Schienenweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass die Zungenschiene (3) eine abgeflachte Zungenspitze ( 7 ) aufweist .
8. Schienenweiche nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungenspitze (7) der Zungenschiene (3) in Anlage der Zungenschiene {3} an der Backenschiene fl) innerhalb der Ausbauchung (4) der Backenschiene (1) liegt.
9. Schienenweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Backenschiene (1t unterhalb der Fahrkante (2) eine schräg zum Steg (8) und zum Fuß (9) der Backe schiene (1) verlaufende Anfasung aufweist und die Zungenschiene (3) eine der Anfasung entsprechende Form aufweist .
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